La visión infrarroja es la capacidad de los sistemas biológicos o artificiales de detectar radiación infrarroja . Los términos visión térmica e imagen térmica , [1] [2] también se utilizan habitualmente en este contexto ya que las emisiones infrarrojas de un cuerpo están directamente relacionadas con su temperatura: los objetos más calientes emiten más energía en el espectro infrarrojo que los más fríos.
El cuerpo humano, así como muchos objetos en movimiento o estáticos de interés militar o civil, son normalmente más cálidos que el entorno que los rodea. Dado que los objetos más calientes emiten más energía infrarroja que los más fríos, es relativamente fácil identificarlos con un detector de infrarrojos , de día o de noche. De ahí que el término visión nocturna también se utilice (a veces mal utilizado ) en lugar de “visión infrarroja”, ya que uno de los propósitos originales al desarrollar este tipo de sistemas era localizar objetivos enemigos durante la noche. [3] Sin embargo, la visión nocturna se refiere a la capacidad de ver en la oscuridad, aunque no necesariamente en el espectro infrarrojo . De hecho, los equipos de visión nocturna se pueden fabricar utilizando una de dos tecnologías: [4] intensificadores de luz o visión infrarroja. La primera tecnología utiliza un fotocátodo para convertir la luz (en las porciones visibles o infrarrojas cercanas del espectro electromagnético) en electrones, amplificar la señal y transformarla nuevamente en fotones. La visión infrarroja, por otro lado, utiliza un detector de infrarrojos que funciona en longitudes de onda medias o largas (invisibles para el ojo humano) para capturar el calor emitido por un objeto.
En la figura se representa todo el espectro electromagnético , destacando la parte infrarroja situada entre las ondas visibles y las de radio. El espectro IR se puede subdividir en 5 regiones, aunque esta definición es algo arbitraria y difiere de un autor a otro. [5] [6] [7] [8] La subdivisión presentada aquí se basa en una combinación de las ventanas de transmitancia atmosférica, es decir, las regiones de longitudes de onda en las que la radiación infrarroja se transmite mejor a través de la atmósfera, los materiales detectores utilizados para construir el infrarrojo Sensores y principales aplicaciones. De esta forma, la banda de Infrarrojo Cercano (NIR) es mayoritariamente utilizada en sistemas de telecomunicaciones de fibra óptica ya que la sílice (SiO 2 ) proporciona un medio de bajas pérdidas de atenuación para el infrarrojo, mientras que la banda de Infrarrojo de Onda Corta (SWIR) permite trabajar en ondas largas. telecomunicaciones a distancia (detección remota) utilizando una combinación de materiales detectores. Las bandas de infrarrojos de longitud de onda media (MWIR) y de longitud de onda larga (LWIR) encuentran aplicaciones en termografía infrarroja para aplicaciones militares o civiles, por ejemplo, identificación de firmas de objetivos, vigilancia, evaluación no destructiva, etc. Se utiliza la banda de infrarrojos de longitud de onda muy larga (VLWIR). en espectroscopia y astronomía.
Se prefiere la banda MWIR cuando se inspeccionan objetos a alta temperatura y la banda LWIR cuando se trabaja con objetos cercanos a temperatura ambiente. Otros criterios importantes para la selección de la banda son: [9] la distancia operativa, el funcionamiento interior-exterior, la temperatura y la emisividad de los cuerpos de interés. Por ejemplo, se prefieren las longitudes de onda largas (LWIR) para el funcionamiento en exteriores, ya que se ven menos afectadas por la radiación del sol. Las cámaras LWIR suelen ser sistemas no refrigerados que utilizan microbolómetros de matriz de plano focal comúnmente utilizados en aplicaciones industriales de infrarrojos, aunque también existen cámaras LWIR refrigeradas que utilizan detectores de mercurio, cadmio y telurio (MCT). Por el contrario, la mayoría de las cámaras MWIR requieren refrigeración, utilizando nitrógeno líquido o un enfriador de ciclo Stirling. [10] El enfriamiento a aproximadamente −196 °C (77 K) ofrece una excelente resolución térmica, pero podría restringir el alcance de las aplicaciones a entornos controlados.
Los militares utilizan ampliamente la visión infrarroja para visión nocturna , navegación , vigilancia y focalización . Durante años su desarrollo fue lento debido al alto costo de los equipos y la baja calidad de las imágenes disponibles. Sin embargo, desde el desarrollo de las primeras cámaras infrarrojas comerciales en la segunda mitad de la década de 1960, la disponibilidad de nuevas generaciones de cámaras infrarrojas, junto con la creciente potencia informática, está proporcionando nuevas aplicaciones civiles (y militares), por nombrar sólo algunas: [11 ] edificios e infraestructuras, [12] obras de arte, [13] componentes aeroespaciales [14] y procesos, mantenimiento, [15] detección y caracterización de defectos, aplicación de la ley, vigilancia y servicios públicos, imágenes térmicas médicas y veterinarias. La técnica electrónica que utiliza la visión infrarroja para "ver" la energía térmica y controlar las temperaturas y los patrones térmicos se llama termografía infrarroja.
El 14 de febrero de 2013, investigadores desarrollaron un implante neuronal que proporciona a las ratas la capacidad de detectar la luz infrarroja , lo que por primera vez proporciona a los seres vivos nuevas capacidades, en lugar de simplemente reemplazar o aumentar las capacidades existentes. [dieciséis]