ترجمه؛ سيد ايمان ضيابري
«Infrared» يا اشعه فروسرخ، يک تابش الکترومغناطيسي با طول موج بيشتر از امواج مرئي و کوتاه تر از امواج راديويي است. با توجه به اينکه رنگ سرخ طولاني ترين طول موج را دارد، تابش فروسرخ يا مادون قرمز داراي طول موجي بين تقريباً 750 نانومتر و يک ميلي متر است و از سه نوع فرآيند مغناطيسي براي ارسال داده هاي خود استفاده مي کند. با توجه به سهم امواج مادون قرمز از طيف رنگ ها، استفاده هاي کاربردي زيادي را مي توان براي اين امواج نام برد؛ از جمله يافتن مقصد و رهگيري هدف در موارد نظامي، تنظيم دما از راه دور، استفاده در بي سيم ها براي ارتباطات
short-area، طيف بيني و پيش بيني وضعيت هوا. تلسکوپ هاي فضايي ساخته شده با استفاده از فناوري مادون قرمز نيز در شاخه يي از نجوم به نام «نجوم فروسرخ» استفاده مي شوند. اين نوع تلسکوپ ها وارد قسمت ها و مناطق گردوخاکي و غبارآلود فضا مانند ابرهاي مولکولي مي شوند و اشيا و اجرام با دماي پايين مانند سياراتي که در فواصل دور به دور ستارگاني ديگر مي گردند را شناسايي مي کنند و همچنين به يافتن اجرام و سياراتي مي پردازند که بر اثر انفجارهاي فضايي، مدت ها پيش از بين رفتند و تنها بقايايي اندک از خود بر جاي گذاشتند.
در فناوري هاي هسته يي و اتمي نيز انرژي هاي فروسرخ، ارتعاشات مولکولي را با ايجاد تغيير در قطبيت آنها از بين مي برند و براي مطالعه حالت هاي انرژي مولکولي، وضعيتي ثابت و پايدار ايجاد مي کنند.
طيف بيني فروسرخ نيز سنجش ميزان جذب و انتقال فوتون ها در محدوده انرژي فروسرخ است که بر اساس شدت و فرکانس آنها انجام مي شود.
تصويربرداري با Infrared
در تصويربرداري به کمک امواج فروسرخ، فيلترها سعي مي کنند تا نزديک ترين طيف به اين امواج را ضبط و ثبت کنند. دوربين هاي ديجيتال نيز اغلب از بلاک کننده هاي Infrared استفاده مي کنند. دوربين هاي ديجيتال ارزان تر و همين طور گوشي هاي تلفن همراه مجهز به دوربين که فيلترهاي لازم براي کشف و ضبط طيف هاي نزديک به مادون قرمز را ندارند نيز اين امواج را به صورت رنگ سفيد درخشاني مي بينند (براي امتحان، کنترل از راه دور تلويزيون خود را ضمن فشار دادن يک دگمه آن، به سمت گوشي تلفن همراهتان در حالت عکاسي بگيريد).
اين نکته را به ويژه زماني مي توانيم بيان کنيم که از اشيايي نزديک به محل هاي پر از اشعه مادون قرمز عکس مي گيريم مانند فضاي اطراف يک لامپ معمولي، در اين حالت، دخالت اشعه مادون قرمز به وجود آمده، مي تواند به پاک شدن صفحه کل تصوير بينجامد. روش ديگري نيز وجود دارد که تصويربرداري با اشعه تراهرتز ناميده مي شود که گرفتن تصاوير با استفاده از اينفرارد در فواصل دور يا امواجي است که يکاي آنها به تراهرتز اندازه گيري مي شود. البته نبودن منابع روشنايي، از لحاظ فني تصويربرداري با امواج تراهرتز را از ساير انواع تصويربرداري ها دچار دشواري و پيچيدگي مي کند. البته نسخه هاي جديدي که از نرم افزارها و دستگاه هاي تصويربرداري تراهرتز تهيه شده است، با توجه به توليد و عرضه طيف بين هاي زمان بندي شده در کنار بسته هاي اصلي، بسيار جالب تر و قابل استفاده تر شده اند.
Infrared و ارتباطات
انتقال داده ها از طريق امواج فروسرخ نيز در ابعاد مکاني کوچک و بين دستگاه هاي کامپيوتري ديجيتال و تلفن هاي همراه يا PDAها (دستيارهاي ديجيتال شخصي) مورد استفاده قرار مي گيرد. اين گونه دستگاه ها خود را با استانداردها و قوانين IrDA (انجمن داده هاي اينفرارد) تطبيق مي دهند و کار مي کنند.
کنترل هاي از راه دور و دستگاه هاي مطابق با استانداردهاي IrDA از ديودهاي ساطع کننده نور يا LED براي ساطع کردن امواج فروسرخ که توسط يک لنز پلاستيکي داخل نورافکني کوچک و نازک کارگذاشته شده استفاده مي جويند. اين نورافکن ها، نوسان بندي شده اند و وقتي روشن و خاموش مي شوند، به تناسب، داده ها را رمزگذاري مي کنند. دستگاه دريافت کننده امواج فروسرخ، از يک فتوديود با جنس سيليکون استفاده مي کند تا موج اينفرارد را به جريان الکتريکي تبديل سازد. دستگاه دريافت کننده امواج، تنها به سيگنال هاي پالس دهنده يي که مدام توسط Transmitter ساخته مي شوند، پاسخ مي دهد و امواج فروسرخي را که به آرامي از نورهاي محدود و کوچکي تغيير حالت مي دهند از صافي مخصوص خود مي گذراند.
فناوري اينفرارد در ارتباطات براي استفاده در محل هاي کوچکي که تراکم افراد و جمعيت در آنها بالاست و بلوتوث يا ساير فناوري ها قادر به انتقال داده به شکلي مناسب نيستند بسيار مفيد به نظر مي رسد.
امواج فروسرخ يا Infrared از ديوارها عبور نمي کنند و در نتيجه در کار ساير دستگاه هاي اتاق هاي مجاور دخالت نمي کنند. اينفرارد رايج ترين فناوري استفاده شده در کنترل هاي از راه دور دستگاه هاي مختلف است.
ارتباطات FSO، شاخه يي از فناوري هاي تله کام هستند که از انتشار و تکثير نور در فضاهاي خالي براي انتقال داده و اطلاعات بين دو نقطه استفاده مي کنند. اين فناوري زماني استفاده مي شود که برقراري ارتباط فيزيکي بين دو نقطه مبدأ و مقصد دريافت کننده اطلاعات مشکل و غيرممکن باشد. براي مثال در شهرهايي که راه اندازي سيستم هاي کابل کشي فيبر نوري هزينه زيادي دربرخواهد داشت. اين فناوري همچنين در انتقال داده و اطلاعات بين فضاپيماها و ماهواره ها به کار گرفته مي شود هرچند که در خارج از جو، سيگنال هاي ارسالي دچار اندکي انحراف مي شوند. به رغم اينکه برقراري ارتباط اطلاعاتي در فواصل کوتاه و با حجم پايين اطلاعات توسط LEDها نيز مقدور است، اين پيوندهاي نوري، معمولاً از امواج اينفرارد ليزري استفاده مي کنند. در نتيجه، فناوري FSO با استفاده از امواج فروسرخ، يک روش بسيار ارزان براي برقراري اتصالات اطلاعاتي در فضاهاي شهري با کارکرد بيش از
4 گيگابيت بر ثانيه استفاده مي شوند و حتي قيمت آنها با قيمت خريداري فيبر نوري به تنهايي برابر است.
در پايان جا دارد اضافه کنيم امواج اينفرارد، نور لازم براي ارتباطات فيبر نوري را فراهم مي کنند. اين امواج، طول موجي با حداقل ميزان انتشار 33/1 نانومتر و حداکثر ميزان پراکنش نور 55/1 نانومتر دارند و در سيم هاي سيليسيومي بسيار استفاده مي شوند.
