IR‐Radiation

Sources &

ApplicationsPatrick Pues

Content

1. What is IR‐Radiation 2. Sources of IR‐Radiation

1. Thermal radiators2. Others

3. Detection of IR‐Radiation4. Applications of IR‐Radiation5. Summary 

01/06/2016 Patrick Pues 2

What is IR‐Radiation

Patrick Pues 301/06/2016

http://www.eyelighting.com/_CE/pagecontent/Images/Lamp%20Technology%20Education/quality%20of%20a%20light%20source.jpg

History

• First discovered by Wilhelm Herschel (1800)• He tried to measure the temperature of colors• Highest temperature behind the red visible light

• Kirchhoff's law of thermal radiation (1859)

• Plancks Law (1901)

Patrick Pues 401/06/2016

Thermal radiators

• The Sun

• Nernst glower

• The Globar

Patrick Pues 501/06/2016

The Sun

Patrick Pues 6

https://en.wikipedia.org/wiki/Sunlight#/media/File:Solar_spectrum_en.svg

01/06/2016

Nernst Glower

• Cylinder with 1 to 2 mm diameter and a length of 3 cm

• Mixture of ZrO2 and Y2O3 with additions of CeO2 and ThO2

• Temperature from 1200 to 2000 K

Patrick Pues 701/06/2016

Nernst Glower

Patrick Pues 8

• External heater is necessary

• Mechanical sensitivity

01/06/2016

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/80/Nernst_lamp.jpg/220px-Nernst_lamp.jpg

Globar

• Cylinder with 5 mm in diameter and 5 cm length• Out of silicon carbide• No external heater is necessary• Cooling System is necessary

Patrick Pues 901/06/2016

Globar

01/06/2016 Patrick Pues 10

http://www.refaccionesfernandosepulveda.com/linea-blanca/secadoras/secadora-varias-marcas/ignitor-globar-sirve-62040-we4x739-secadora-general-electric.html

IR‐Laser

Patrick Pues 1101/06/2016https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Lasertypen#/media/File:Commercial_laser_lines.de.svg

CO2‐Laser

Patrick Pues 12

• CO2-N2-He Gas mixture

• Efficiency around 15 to 20%

• Material processing

https://de.wikipedia.org/wiki/Kohlendioxidlaser#/media/File:Co2_laser_energieniveau_schema.svg

01/06/2016

IR‐LED´s

Patrick Pues 1301/06/2016

• First IR-LED in 1961 by Texas Instruments

• Based on GaAs

• Price was around 200 $

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/80/Nernst_lamp.jpg/220px-Nernst_lamp.jpg

Detection of IR‐Radiation with Photodiodes

• Using p‐n junction• internal photoelectric effect• Cooling is sometimes needed• Filter are sometimes needed too

Patrick Pues 1401/06/2016

Photodiodes

Patrick Pues 15

https://de.wikipedia.org/wiki/Photodiode/

01/06/2016

Applications

• Heating• Remote‐control• Science• Astronomy• Photography• Military• Safety features

Patrick Pues 1601/06/2016

Applications

Patrick Pues 1701/06/2016

Summary

• IR‐All around us• Thermal radiators• IR‐LED´s • IR‐Laser

Patrick Pues 1801/06/2016

Sources

• http://www.weltderphysik.de/gebiet/atome/elektromagnetisches‐spektrum/infrarotstrahlung/

• https://de.wikipedia.org/wiki/Infrarotstrahlung

• https://de.wikipedia.org/wiki/Photodiode

• http://www.troteclaser.com/de‐DE/Service/FAQs/Pages/Lasertypen.aspx

Patrick Pues 1901/06/2016

IR‐Radiation

Sources &

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