IR-Optiken sind Geräte, die Infrarotstrahlung (IR) registrieren, anzeigen oder emittieren können. Das Mittel, mit dem solche Instrumente diese unsichtbare Energie sammeln, ist typischerweise optisch, ein gebogenes Glas, das auf die Zielquelle fokussiert. Optik ist jedoch nicht das einzige Mittel. Die IR-Technologie ist in erster Linie eine Entwicklung von Sensormedien und analytischer Anzeige.
Infrarot ist elektromagnetische Strahlung knapp außerhalb des menschlichen Bereichs des sogenannten sichtbaren Spektrums von Violett bis Rot. Seine Wellenlänge – die Messung von Spitze zu Spitze jeder Energiewelle – ist länger als rot. Infrarotwellen sind sowohl Reflexionen von gewöhnlichem Licht von Objekten als auch Emissionen von Objekten, die Wärme erzeugen. Es wird im Volksmund synonym mit dem Begriff „Wärmestrahlung“ verwendet.
Das menschliche Auge ist ein optisches Gerät, das Infrarotstrahlen tatsächlich „sehen“ kann. Sein Sensor – eine Schicht lichtempfindlicher Zellen im Auge, die als Netzhaut bezeichnet wird – kann jedoch die Infrarotstrahlen nicht erkennen. Die Erfindung der Kamera war einfach eine mechanische Nachbildung des Auges. Infrarotfotografie wurde durch seinen Sensor ermöglicht, eine Kunststoffplatte, die mit lichtempfindlichen Chemikalien beschichtet und zusätzlich mit einer Chemikalie beschichtet ist, die den Durchgang von Infrarotstrahlen erkennt und blockiert.
Moderne IR-Optiken werden in vielen militärischen, industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen eingesetzt. Sie werden auch in vielen Verbrauchergeräten eingesetzt. Handheld-Fernbedienungen senden Infrarotlichtimpulse aus, die durch eine kleine Linse auf Geräte wie Fernseher mit Sensoren fokussiert werden. Berührungslose Infrarot-Küchenthermometer fokussieren die Infrarotstrahlung von Lebensmitteln und anderen heißen Haushaltsgegenständen auf einen Sensor zur Umwandlung in eine entsprechende Temperaturanzeige. Für Digitalkameras sind extern angebrachte Filter erhältlich, die Infrarotlicht blockieren.
Eine militärische Anwendung von IR-Optik ist die „wärmesuchende“ Rakete, die die Infrarotsignatur eines Ziels wie den Auspuff eines feindlichen Flugzeugs erkennt und den Flug der Rakete automatisch darauf zu manövriert. Ein weiteres bekanntes optisches Produkt, das auch für andere Berufe erhältlich ist, sind Nachtsichtbrillen oder Ferngläser. Militärtaugliche Modelle können Infrarotquellen sehen. Die meisten kommerziellen Modelle sind jedoch keine echten IR-Geräte und verwenden nur die grundlegende Technologie der Verstärkung des sichtbaren Lichts.
In ihrem grundlegendsten Zweck ist die Infrarottechnologie die Erkennung und analytische Anzeige von Wärme, die der Mensch grob spüren, aber nicht sehen kann. IR-Optik wird am häufigsten in der Thermografie, der grafischen Darstellung oder Aufzeichnung von Temperaturunterschieden eingesetzt. Eine Kamera besteht aus einer Reihe von Infrarotsensoren, deren gesammelte Daten digitalisiert und auf einen Computer hochgeladen werden. Der Computer analysiert die Informationen und rekonstruiert das angezeigte Bild in eine abgestufte Darstellung sichtbarer Farben, die von einem Menschen leicht interpretiert werden kann. Die Thermografie wird verwendet, um die Wärmeableitung in biologischen Tieren oder mechanischen Systemen zu untersuchen sowie die Integrität und Belastung von Strukturmaterialien zu analysieren.
Die komplexesten und präzisesten IR-Optiken finden sich in astronomischen Teleskopen. Einige befinden sich auf umlaufenden Satelliten, die für Klimastudien auf die Erde gerichtet sind. Alle befinden sich in großen Höhen, beispielsweise auf Berggipfeln oder an Bord von Düsenflugzeugen, da Wasserdampf in der Atmosphäre Infrarotstrahlung leicht absorbiert. Ihre technologische Raffinesse wird zum Teil benötigt, um extrem weit entfernte und dunkle Objekte zu sehen. Sie wurden auch entwickelt, um die heiße Infrarotstrahlung von Sternen und anderen stellaren Objekten für die Analyse zu isolieren – das heißt, alle anderen Strahlungen, einschließlich des sichtbaren Lichts, zu eliminieren.