赤外線は近年、検出器や光学素子の性能向上、小型化、低価格化によって、利用分野が拡大し、新型コロナウィルス感染対策など、非接触の検査のために、なくてはならない技術となっています。

本講演では，応用を考えるために必要な、赤外線の科学・技術の基本をやさしく説明します。

１．赤外線は光、電波と同じ　―赤外線の発見、光子と電磁波

２．熱放射　―黒体放射、地球の放射

３．赤外線は熱線　―なぜ暖かい？赤外線と物質との相互作用、スペクトル

４．大気による影響　―伝搬による減衰、大気の窓、OH分子夜光、地球温暖化

５．赤外線の測定　―検出、雑音、NEP（エヌ・イー・ピー）

可視光に隣接した波長の電磁波で、イメージング(画像化、撮像)において最も特徴的な情報収集をもたらす赤外線を用いたセンシングの基礎とその開発動向を解説します。

赤外線の波長は0.75μmから1 mmまでの広範囲に及びますが、全般に亘る基本的な物理現象を紹介した後、関心の高いNIR(Near Infra-Red、近赤外)、SWIR(Short-Wave Infra-Red、短波長赤外)、MWIR(Mid-Wave Infra-Red、中波長赤外)およびLWIR(Long-Wave Infra-Red、長波長赤外)の「大気の窓」を利用している12μm辺りまでの技術に重点を置いて説明します。

イメージングの主要構成品として赤外光学系、赤外線検知器および画像・信号処理に着目し、複数の大気の窓を通して得られる多様な特性の情報を取得、組合せてより高度な情報を抽出するためのマルチスペクトル関連、より広い範囲を一度に、かつより精細な画像を取得するための多画素・小画素化、主としてレーザを用いたアクティブ・イメージングによる3次元画像生成、低コスト化に向けた取組み等を紹介します。

赤外線検知器は大別して光量子として検知する量子型(冷却型)と熱エネルギーとして吸収、材料特性の温度変化として検知する熱型(非冷却)があり、前者は通常、極低温に冷却して動作させる必要から高コストとなる代わりに高性能・高速性を追及し、後者は極低温冷却の必要性を除くことによってロー・エンドでの広範な普及を目指す傾向がありますが、そうした通念を打破しようという取組みにも触れます。

赤外域を対象とする光学系を成立させるには、可視波長域の一般光学系を成立させるための技術要素だけでは十分でなく、赤外光学系に特有の要件をあわせて考慮する必要があります。本講演においては、それら各要素を抽出し、その技術的意味と相互の関係について言及します。たとえば、赤外光学系特有の光学材料を取り上げ、それらを採用する際の留意点について述べます。また、コントラストの高い像を得るために不可避となる熱光学的な工夫についても紹介します。この工夫は、赤外検出素子の分光感度特性との関係においても考慮されなければなりません。

光学鏡筒の内面処理や、コーティングに対する実務的な留意点についても示します。

今回のセミナーでは運用ガイドについてご紹介させていただきます．