تطبيقات كاميرات الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة (SWIR)

تتمحور السيناريوهات الأساسية لتطبيق كاميرات الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة (SWIR) (التي تعمل عادةً بطول موجة يتراوح بين 0.9-2.5 ميكرومتر) حول ثلاث قدرات رئيسية: "اختراق العوائق الجزئية، التصوير الليلي، والتمييز بين المواد". وتتمثل السيناريوهات المحددة فيما يلي:

1. الفحص الصناعي ومراقبة الجودة

كشف عيوب المواد: تحديد العيوب الداخلية في المعادن وأشباه الموصلات والمواد المركبة، مثل الشقوق والفقاعات وانفصال الطبقات. ومن الأمثلة على ذلك اكتشاف العيوب في شفرات محركات الطائرات النفاثة، وفحص الشقوق المخفية في رقائق السيليكون المستخدمة في الألواح الشمسية.

تصنيع الإلكترونيات: يتفقد جودة وصلات لحام لوحات الدوائر والعيوب في تغليف الشرائح، أو يراقب تولد الحرارة داخليًا وحالة تشغيل المعدات من خلال غلافها.

فرز المنتجات: يُصنف النفايات المختلطة (مثل البلاستيك، المعادن، الزجاج) بناءً على خصائص انعكاس الأشعة تحت الحمراء القصيرة الموجة (SWIR) للمواد المختلفة، أو يفحص المنتجات الزراعية (مثل التمييز بين درجات نضج الفواكه وكشف التعفن الداخلي).

2. الأمن والرصد

الرصد الليلي وفي البيئات الصعبة: يمكنه إجراء رصد سري باستخدام الإشعاع الخافت للأشعة تحت الحمراء القصيرة الموجة في البيئة (مثل ضوء القمر أو ضوء النجوم) للتصوير دون الحاجة إلى إضاءة نشطة. ويمكنه اختراق الضباب والدخان، مما يجعله مناسبًا لمواقف مثل الحدود والمصافي وحدائق المصانع الكبيرة.

تحديد التمويه: يميز شبكات التمويه والزي الرسمي المموه عن البيئة الطبيعية (وجود فرق كبير في الانعكاسية في نطاق الأشعة تحت الحمراء القصيرة بين الاثنين)، ويُستخدم في الاستطلاع العسكري أو الأمني لمكافحة الاختباء.

3. الفضاء الجوي والاستشعار عن بعد

الكشف بالاستشعار عن بعد: تقوم الأقمار الصناعية أو الطائرات المُسيرة المجهزة بكاميرات الأشعة تحت الحمراء القصيرة برصد صحة الغطاء النباتي السطحي (حيث يؤثر محتوى رطوبة النباتات على الانعكاس في نطاق SWIR)، وإجراء التنقيب الجيولوجي (تحديد أنواع المعادن)، وتوفير إنذار مبكر من الحرائق (الكشف عن الإشعاع الحراري الضعيف ومصادر النار وراء الدخان في مرحلة مبكرة).

فحص المركبات الفضائية: في البيئة الفضائية، يراقب توزيع درجة حرارة سطح المركبات الفضائية، وحالة الألواح الشمسية، أو يراقب المعدات الداخلية من خلال زجاج الكابينة.

4. البحث العلمي والرعاية الطبية

البحث العلمي: يُستخدم في تصوير الأنسجة البيولوجية (مثل مراقبة نقل الماء في أوراق النباتات وتوزيع الأوعية الدموية في الحيوانات) وفي ترميم الآثار (للانخراط خلال طبقات الطلاء لتحديد الرسوم التحتية للوحات القديمة أو البنية الداخلية للقطع الأثرية).

المساعدة الطبية: في بعض السيناريوهات، يُستخدم في تصوير الأوعية الدموية السطحية للجلد، وكشف وذمة الأنسجة، أو المساعدة في تحديد الأوعية الدموية والأعصاب الصغيرة جدًا أثناء الجراحة (ويتطلب استخدام عوامل تباين محددة).

5. سيناريوهات خاصة أخرى

القيادة المساعدة في السيارات: يحسن مسافة اكتشاف المشاة والعوائق ودقتها في الليل أو في حالات المطر الغزير أو الضباب، مما يكمل القيود المفروضة على كاميرات الضوء المرئي.

إطفاء الحرائق والإنقاذ: ينفذ من خلال الدخان الكثيف لتحديد موقع الأشخاص المحتجزين أو مواقع مصادر الحريق، ويساعد رجال الإطفاء في العمل في البيئات ذات الرؤية المنخفضة.