Sejarah Infra Merah

(CCTV) – Kurang dari 200 tahun yang lalu keberadaan bagian inframerah dari spektrum elektromagnetik bahkan tidak dicurigai.  Makna asli dari spektrum inframerah, atau hanya ‘infra merah‘ seperti yang sering disebut, sebagai bentuk radiasi panas yang mungkin kurang jelas hari ini daripada pada saat ditemukan oleh Herschel pada tahun 1800.

Penemuan ini ditemukan tidak sengaja saat mencari bahan optik baru.  Sir William Herschel-Royal Astronom kepada Raja George III dari Inggris, dan sudah terkenal untuk penemuan planet Uranus-sedang mencari bahan filter optik untuk mengurangi kecerahan gambar matahari di teleskop selama pengamatan matahari.  Sedangkan pengujian sampel yang berbeda dari kaca berwarna yang memberikan pengurangan serupa di kecerahan ia tertarik untuk menemukan bahwa beberapa sampel berlalu sangat sedikit panas matahari, sementara yang lain melewati panas begitu banyak dan beresiko kerusakan mata setelah pengamatan walau hanya beberapa detik ‘.
Herschel segera yakin akan perlunya membuat percobaan sistematis, dengan tujuan mencari bahan tunggal yang akan memberikan pengurangan yang diinginkan dalam terang serta pengurangan maksimum panas.  Dia mulai percobaan dengan benar-benar mengulangi percobaan prisma Newton, tetapi mencari efek pemanasan daripada distribusi visual intensitas dalam spektrum.  Dia pertama kali menghitam bola dari sebuah termometer raksa-dalam-kaca sensitif dengan tinta, dan dengan ini sebagai detektor radiasi, ia melanjutkan untuk menguji pengaruh pemanasan dari berbagai warna spektrum yang terbentuk di atas meja dengan melewatkan sinar matahari melalui  kaca prisma.  Lain termometer, ditempatkan di luar sinar matahari, menjabat sebagai kontrol.
Semakin termometer itu menghitam bergerak perlahan di sepanjang spektrum warna tersebut, pembacaan suhu
menunjukkan peningkatan yang stabil dari ujung ke ujung ungu merah.  Ini sama sekali tak terduga, karena peneliti Italia, Landriani, dalam percobaan yang sama pada tahun 1777 telah mengamati banyak efek yang sama.  Adalah Herschel, Bagaimanapun, yang pertama mengakui bahwa harus ada suatu titik di mana efek pemanasan mencapai maksimum, dan mereka pengukuran terbatas pada bagian spektrum terlihat gagal untuk menemukan titik ini.

Menggerakan termometer ke wilayah gelap di luar ujung merah spektrum, Herschel menegaskan bahwa
pemanasan terus meningkat.  Titik maksimum, ketika ia menemukannya, terletak jauh di luar merah akhir-dalam apa yang
dikenal hari ini sebagai ‘panjang gelombang inframerah‘ tersebut.

Ketika Herschel mengungkapkan penemuannya, Dia menyebut ini bagian baru dari spektrum elektromagnetik sebagai ‘spektrum thermometrical’.  Radiasi itu sendiri, ia kadang-kadang menyebutnya sebagai ‘Dark Heat’, atau hanya ‘the invisible rays’.  Ironisnya, dan bertentangan dengan pendapat umum, bukan Herschel yang membuat istilah ‘inframerah‘.  Kata itu mulai muncul di media cetak sekitar 75 tahun kemudian, dan itu masih belum jelas siapa yang harus menerima kredit sebagai originator.  Herschel menggunakan kaca dalam percobaan prisma aslinya menyebabkan beberapa kontroversi awal dengan orang-orang sezamannya tentang keberadaan yang sebenarnya dari panjang gelombang inframerah.

Berbeda penyidik, dalam upaya untuk mengkonfirmasi karyanya, digunakan berbagai jenis kaca tanpa pandang bulu, memiliki transparansi yang berbeda dalam inframerah.  Melalui eksperimen di kemudian hari, Herschel sadar akan transparansi terbatas kaca untuk radiasi termal yang baru ditemukan, dan ia terpaksa menyimpulkan bahwa optik untuk inframerah mungkin akan ditakdirkan untuk penggunaan elemen reflektif eksklusif (yaitu pesawat dan cermin melengkung  ).  Untungnya, hal ini terbukti benar hanya sampai 1830, ketika penyelidik Italia, Melloni, membuat penemuan besar bahwa alami garam (NaCl)-yang tersedia dalam kristal alam yang cukup besar untuk dibuat menjadi lensa dan prisma-benar-benar sangat transparan  dengan inframerah.  Hasilnya adalah bahwa garam batu menjadi pokok materi optik inframerah, dan tetap demikian selama seratus tahun berikutnya, sampai seni kristal sintetis tumbuh dan menguasai di tahun 1930-an.

Termometer, sebagai detektor radiasi, tetap tak tertandingi sampai 1829, tahun Nobili menemukan termokopel.  (Termometer Herschel sendiri bisa dibaca untuk 0.2 ° C (0,036 ° F), dan kemudian model yang dapat membaca untuk 0,05 ° C (0.09 ° F)).  Kemudian terobosan terjadi; Melloni menghubungkan sejumlah termokopel dalam seri untuk membentuk thermopile pertama.  Perangkat baru ini setidaknya 40 kali lebih sensitif sebagai termometer terbaik hari ini untuk mendeteksi radiasi panas-mampu mendeteksi panas dari seseorang yang berdiri tiga meter.

Yang pertama disebut ‘panas-gambar’ menjadi mungkin pada tahun 1840, hasil kerja oleh Sir John Herschel, putra penemu inframerah dan seorang astronom yang terkenal kebenarannya sendiri.  Berdasarkan penguapan diferensial film tipis minyak saat berhubungan dengan pola panas yang terfokus pada itu, gambar termal dapat dilihat oleh tercermin cahaya di mana efek interferensi dari film minyak membuat gambar terlihat oleh mata.  Sir John juga berhasil memperoleh catatan primitif dari gambar termal di atas kertas, yang disebut ‘termograf’.

Peningkatan sensitivitas detektor inframerah-berkembang perlahan-lahan.  Terobosan besar lain, yang dibuat oleh Langley pada tahun 1880, adalah penemuan bolometer tersebut.  Ini terdiri dari satu strip hitam tipis platinum terhubung dalam satu lengan sirkuit jembatan Wheatstone atas mana radiasi inframerah difokuskan dan mana suatu galvanometer sensitif menanggapi.  Alat ini dikatakan telah dapat mendeteksi panas dari sapi pada jarak 400 meter.

Seorang ilmuwan Inggris, Sir James Dewar, pertama kali memperkenalkan penggunaan gas cair sebagai agen pendingin (seperti nitrogen cair dengan suhu -196 ° C (-320,8 ° F)) dalam penelitian suhu rendah.  Pada tahun 1892 ia menemukan kekosongan yang unik isolasi wadah di mana dimungkinkan untuk menyimpan gas cair untuk sepanjang hari.  ‘Termos botol’ yang umum, digunakan untuk menyimpan minuman panas dan dingin, didasarkan pada penemuannya.

Antara tahun 1900 dan 1920, penemu dunia ‘menemukan’ inframerah.  Banyak paten dikeluarkan untuk perangkat untuk mendeteksi personel, artileri, pesawat, kapal-dan bahkan gunung es.  Sistem operasi pertama, dalam pengertian modern, mulai dikembangkan selama perang 1914-1918 ketika kedua belah pihak memiliki program penelitian yang ditujukan untuk eksploitasi militer dari inframerah.  Program-program ini termasuk sistem eksperimental untuk intrusi musuh / deteksi, komunikasi suhu penginderaan jauh, aman, dan bimbingan ‘torpedo terbang’.  Sebuah sistem pencarian inframerah diuji selama periode ini mampu mendeteksi pesawat yang mendekat pada jarak 1,5 km (0,94 mil), atau orang lebih dari 300 meter (984 ft) jauhnya.

Sistem yang paling sensitif sampai dengan saat ini semua didasarkan pada variasi ide bolometer, tetapi periode antara dua perang melihat perkembangan dua detektor inframerah baru revolusioner: converter gambar dan detektor foton.  Pada awalnya, gambar konverter menerima perhatian terbesar oleh militer, karena memungkinkan pengamat untuk pertama kalinya dalam sejarah untuk harfiah ‘melihat dalam kegelapan’.  Namun, kepekaan gambar konverter terbatas pada panjang gelombang inframerah dekat, dan target militer yang paling menarik (prajurit musuh yaitu) harus diterangi dengan pencarian sinar inframerah.  Karena ini melibatkan risiko memberikan posisi pengamat ke pengamat musuh-sama dilengkapi, dapat dimengerti bahwa kepentingan militer dalam gambar konverter akhirnya pudar.

Militer kelemahan taktis yang disebut ‘aktif’ (balok pencarian yaitu dilengkapi) sistem thermal imaging
memberikan dorongan setelah 1939 – perang 45 untuk luas program rahasia inframerah-penelitian militer
kemungkinan mengembangkan ‘pasif’ (tidak ada balok pencarian) sistem sekitar detektor foton sangat sensitif.  Selama periode ini, peraturan kerahasiaan militer benar-benar mencegah pengungkapan status teknologi inframerah-pencitraan.  rahasia ini hanya mulai diangkat di tengah 1950-an, dan dari waktu itu perangkat thermalimaging memadai akhirnya mulai tersedia untuk ilmu sipil dan industri. (cctv camera).