Las ópticas IR son dispositivos capaces de registrar, mostrar o emitir radiación infrarroja (IR). El medio por el cual estos instrumentos recolectan esta energía invisible es típicamente óptico, un vidrio curvo que se enfoca en la fuente objetivo. La óptica, sin embargo, no es el único medio. La tecnología IR es principalmente un desarrollo de medios sensores y pantallas analíticas.
El infrarrojo es una radiación electromagnética que se encuentra más allá del rango humano del llamado espectro visible del violeta al rojo. Su longitud de onda, la medida de pico a pico de cualquier onda de energía, es más larga que el rojo. Las ondas infrarrojas son tanto reflejos de luz ordinaria de objetos como emisiones de objetos que generan calor. Se usa comúnmente de manera intercambiable con el término «radiación térmica».
El ojo humano es un dispositivo óptico que realmente puede «ver» rayos infrarrojos. Sin embargo, su sensor, una capa de células sensibles a la luz dentro del ojo llamada retina, no puede detectar los rayos infrarrojos. La invención de la cámara fue simplemente una réplica mecánica del ojo. La fotografía infrarroja fue habilitada por su sensor, una lámina de plástico recubierta con sustancias químicas sensibles a la luz y adicionalmente recubierta con una sustancia química que detecta y bloquea el paso de los rayos infrarrojos.
La óptica IR moderna se utiliza en muchas aplicaciones militares, industriales y científicas. También se emplean en muchos dispositivos de consumo. Los controladores remotos de mano emiten pulsos de luz infrarroja enfocados a través de una pequeña lente hacia aparatos como televisores equipados con sensores. Los termómetros de cocina infrarrojos sin contacto enfocan la radiación infrarroja emitida por los alimentos y otros objetos domésticos calientes en un sensor para convertirlo en la pantalla de temperatura correspondiente. Los filtros conectados externamente que bloquean la luz infrarroja están disponibles para cámaras digitales.
Un uso militar de la óptica de infrarrojos es el misil de «búsqueda de calor», que detecta la firma infrarroja de un objetivo, como el escape de un avión enemigo, y automáticamente maniobra el vuelo del misil hacia él. Otro producto óptico muy conocido, también disponible para otras profesiones, son las gafas o binoculares de “visión nocturna”. Los modelos de grado militar pueden ver fuentes infrarrojas. La mayoría de los modelos comerciales, sin embargo, no son verdaderos dispositivos de infrarrojos y solo emplean la tecnología básica de amplificación de la luz visible.
En su propósito más básico, la tecnología infrarroja es la detección y visualización analítica de calor, que los humanos pueden sentir crudamente pero no ver. La óptica IR se aplica más ampliamente en termografía, visualización gráfica o registro de diferencias de temperatura. Una cámara está construida con una serie de sensores infrarrojos, cuyos datos recopilados se digitalizan y se cargan en una computadora. La computadora analiza la información y reconstruye la imagen mostrada en una representación graduada de colores visibles que un ser humano puede interpretar fácilmente. La termografía se utiliza para estudiar la disipación de calor en animales biológicos o sistemas mecánicos, así como para analizar la integridad y el estrés de los materiales estructurales.
Las ópticas de infrarrojos más complejas y precisas se encuentran en los telescopios astronómicos. Algunos están en satélites en órbita dirigidos hacia la Tierra para el estudio del clima. Todos están ubicados a grandes altitudes, como en las cimas de las montañas o a bordo de aviones de pasajeros, porque el vapor de agua en la atmósfera absorbe fácilmente la radiación infrarroja. Su sofisticación tecnológica es necesaria en parte para ver objetos extremadamente distantes y tenues. También están diseñados para aislar la radiación infrarroja caliente de las estrellas y otros objetos estelares para su análisis, es decir, para eliminar todas las demás radiaciones, incluida la luz visual.