Nahinfrarotbereichs

Der Nahinfrarotbereich, auch als Near-Infrared (NIR) bekannt, ist ein Teil des Infrarotspektrums, der unmittelbar jenseits des sichtbaren Lichts liegt. Er umfasst typischerweise Wellenlängen von etwa 750 bis 1400 Nanometern, wobei einige Definitionen ihn bis etwa 1700 Nanometer ausdehnen. Wegen seiner Nähe zum sichtbaren Rot wird der Bereich häufig in Spektroskopie, Bildgebung und Telekommunikation genutzt.

In diesem Bereich zeigen viele organische Moleküle Überton- und Mischfrequenzbänder, wodurch die NIR-Spektroskopie für Analysen in Pharma, Landwirtschaft und Polymerwesen besonders nützlich ist. Charakteristische Merkmale entstehen durch Wasser- und C-H-Bindungen, etwa im Bereich 970–1200 Nanometer und 1350–1650 Nanometer, was eine chemische Fingerabdruck-Gestaltung ermöglicht.

Detektoren und optische Komponenten sind auf spezielle Wellenlängenbereiche abgestimmt. Siliziumdetektoren und -kameras sind bis ca. 1100 Nanometer empfindlich, während InGaAs-Detektoren den Bereich etwa von 0,9 bis 1,7 Mikrometer abdecken. Für längere Wellenlängen kommen Materialien wie InSb oder PbS zum Einsatz. Optische Systeme verwenden Linsen und Beschichtungen, die für den Bereich von ca. 0,75 bis 1,7 Mikrometer optimiert sind.

Anwendungen reichen von der Telekommunikation über Sensorik und medizinische Bildgebung bis hin zu Industrie- und Sicherheitsanwendungen. In der Glasfaserkabeltechnik werden insbesondere die Fensters zwischen 1310 nm und 1550 nm genutzt, da sie geringe Dispersion bieten. In der Fernerkundung und Astronomie liefern NIR-Beobachtungen Einblicke in kühle Sterne, Vegetationsindizes und geologische Prozesse.

Herausforderungen umfassen atmosphärische Absorption durch Wasserdampf und CO2, Streuung sowie Rauschverhalten der Detektoren. Zudem erfordert die Kalibrierung gegen Standards sorgfältige Maßnahmen, um vergleichbare Ergebnisse sicherzustellen.