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2006 年 1 月 2 日

紅外光天文史 (2): 紅外光的波頻
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 :   紅外光 (Infrared) 是一種 電磁波 , 在 電磁波譜 中, 其範圍自波長為 7000 (1 A0 = 10-8 公分 = 10-4 微米) 的紅光到波長為 0.1 公分的微波。 紅外光 是 M. Herschel 於 1800 年所發現的。 紅外光有著顯著的 熱效應 , 可用溫差電藕、光敏電阻或光電管等儀器探測。 按照來源與應用等波長特徵,紅外光可略分成下列數個主要波段:
        一、0.75 ─ 1.4 μm ( 微米,1 μm = 10-6 公尺) 波長的「 近紅外 (NIR ,IR-A DIN)」, 主要特徵是此波段的波能量可以被水吸收。因為這個波段對於 Si O2 玻璃介質的低穿透率而常被用於光纖通訊。上圖是紅外光在地球大氣的穿透率,以及被何種中分子吸收的說明。
        二、介於 1.4 ─ 3 μm 波長的「短波長紅外 ( SWIR ,IR-B DIN)」, 主要特徵是水對於 1450 nm 波長有極靈敏的吸收高峰。
        三、介於 3 ─ 8 μm 波長的「中波長紅外 ( MWIR ,IR-C DIN,IIR)」。
        四、介於 8 ─ 15 μm 波長的「長波長紅外 ( LWIR )」。
        五、介於 15 ─ 1000 μm 波長的「 遠紅外 ( FIR )」。

        若依據學術研究領域對於紅外光的不同用語, 紅外光也可按波長略可分成 0.75 ∼ 3 微米 (1 微米 = 10-4 公分) 的近紅外區、3 ∼ 30 微米的中紅外區和 30 ∼ 1000 微米的遠紅外區等三波段 (或稱為「波頻」)。 應用紅外光譜,在研究分子結構、固態物質的光學性質、夜視環境、紅外光加熱器、紅外光通訊等,用途極大。 尤其是在電信波段上,依據可用的光源和傳導與接收器光纖物質, 以及接收器、波振幅和來源的差異,又在細分成下列數個波頻:
        O - band : 1260 ─ 1360 nm。
        E - band : 1360 ─ 1460 nm。
        S - band : 1460 ─ 1530 nm。
        C - band : 1530 ─ 1650 nm。
        L - band : 1650 ─ 1625 nm。
        U - band : 1625 ─ 1675 nm。

明日主題 : 紅外光天文史 (3): 紅外光的發現
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主編 : 陳輝樺                 
                         諮詢服務 : 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
                                 王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
                                                    蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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