IR-optik är enheter som kan registrera, visa eller sända infraröd (IR) strålning. Medlen med vilka sådana instrument samlar denna osynliga energi är vanligtvis optiska, ett krökt glas som fokuserar på målkällan. Optik är dock inte det enda sättet. IR-teknik är i första hand en utveckling av sensormedier och analytisk display.
Infraröd är elektromagnetisk strålning strax utanför det mänskliga området för det så kallade synliga spektrumet från violett till rött. Dess våglängd – mätningen från topp till topp för någon energivåg – är längre än röd. Infraröda vågor är både reflektioner av vanligt ljus från föremål, såväl som utsläpp från föremål som genererar värme. Det används populärt omväxlande med termen ”termisk strålning.”
Det mänskliga ögat är en optisk enhet som faktiskt kan ”se” infraröda strålar. Dess sensor, men – ett lager av ljuskänsliga celler i ögat som kallas näthinnan – kan inte upptäcka de infraröda strålarna. Uppfinningen av kameran var helt enkelt en mekanisk replikering av ögat. Infraröd fotografering möjliggjordes av dess sensor, ett plastark belagt med ljuskänsliga kemikalier och dessutom belagt med en kemikalie som upptäcker och blockerar passagen av infraröda strålar.
Modern IR-optik används i många militära, industriella och vetenskapliga tillämpningar. De är också anställda i många konsumentprylar. Handhållna fjärrkontroller avger pulser av infrarött ljus fokuserat genom en liten lins mot apparater som TV-apparater utrustade med sensorer. Beröringsfria infraröda kökstermometrar fokuserar den infraröda strålningen som sänds ut av mat och andra varma hushållsföremål på en sensor för omvandling till motsvarande temperaturvisning. Externt fästa filter som blockerar infrarött ljus finns tillgängliga för digitalkameror.
En militär användning av IR-optik är den ”värmesökande” missilen, som upptäcker den infraröda signaturen hos ett mål, såsom ett fientligt plans avgaser och automatiskt manövrerar missilens flygning mot det. En annan välkänd optisk produkt, även tillgänglig för andra yrken, är ”nattseende”-glasögon eller kikare. Militära modeller kan se infraröda källor. De flesta kommersiella modeller är dock inte riktiga IR-enheter och använder bara den grundläggande tekniken för att förstärka synligt ljus.
I sitt mest grundläggande syfte är infraröd teknik detektering och analytisk visning av värme, som människor grovt kan känna men inte se. IR-optik används mest inom termografi, grafisk visning eller registrering av temperaturskillnader. En kamera är byggd med en rad infraröda sensorer, vars insamlade data digitaliseras och laddas upp till en dator. Datorn analyserar informationen och rekonstruerar den visade bilden till en graderad representation av synliga färger som lätt kan tolkas av en människa. Termografi används för att studera värmeavledning i biologiska djur eller mekaniska system, samt för att analysera integriteten och stressen hos strukturella material.
Den mest komplexa och exakta IR-optiken finns i astronomiska teleskop. Vissa befinner sig på satelliter i omloppsbana riktade mot jorden för klimatstudier. Alla är belägna på hög höjd, till exempel på bergstoppar eller ombord på jetflygplan, eftersom vattenånga i atmosfären lätt absorberar infraröd strålning. Deras tekniska sofistikering behövs delvis för att se extremt avlägsna och mörka föremål. De är också utformade för att isolera den heta, infraröda strålningen från stjärnor och andra stjärnobjekt för analys – det vill säga att eliminera all annan strålning, inklusive visuellt ljus.