IR -optiikka on laite, joka kykenee rekisteröimään, näyttämään tai lähettämään infrapunasäteilyä. Keinot, joilla tällaiset instrumentit keräävät tämän näkymättömän energian, ovat tyypillisesti optisia, kaareva lasi, joka keskittyy kohdelähteeseen. Optiikka ei kuitenkaan ole ainoa keino. IR -tekniikka on ensisijaisesti anturivälineiden ja analyyttisen näytön kehittämistä.
Infrapuna on sähkömagneettista säteilyä, joka on ihmisen niin sanotun näkyvän spektrin ulkopuolella violetista punaiseen. Sen aallonpituus – mittaus minkä tahansa energia -aallon huippusta huippuun – on pidempi kuin punainen. Infrapuna -aallot ovat sekä tavallisen valon heijastuksia esineistä että lämpöä tuottavien kohteiden päästöjä. Sitä käytetään yleisesti vaihtokelpoisesti termin “lämpösäteily” kanssa.
Ihmissilmä on optinen laite, joka todella voi “nähdä” infrapunasäteitä. Sen anturi-silmän valoherkkien solujen kerros, jota kutsutaan verkkokalvoksi-ei kuitenkaan voi havaita infrapunasäteitä. Kameran keksintö oli yksinkertaisesti silmän mekaaninen kopio. Infrapunavalokuvauksen mahdollisti sen anturi, muovilevy, joka oli päällystetty valoherkillä kemikaaleilla ja päällystetty lisäksi kemikaalilla, joka havaitsee ja estää infrapunasäteiden kulun.
Nykyaikaista IR -optiikkaa käytetään monissa sotilaallisissa, teollisissa ja tieteellisissä sovelluksissa. Niitä käytetään myös monissa kuluttajalaitteissa. Kädessä pidettävät kauko -ohjaimet lähettävät infrapunavalon pulsseja, jotka on kohdistettu pienen linssin läpi kohti laitteita, kuten antureilla varustettuja televisioita. Kosketuksettomat keittiölämpömittarit keskittävät ruoan ja muiden kuumien kotitalousesineiden lähettämän infrapunasäteilyn anturiin muunnettavaksi vastaavaksi lämpötilanäytöksi. Digitaalikameroihin on saatavana ulkoisesti kiinnitettyjä suodattimia, jotka estävät infrapunavalon.
Yksi IR-optiikan sotilaallinen käyttö on ”lämpöä etsivä” ohjus, joka havaitsee kohteen, kuten vihollisen koneen pakokaasun, infrapuna-allekirjoituksen ja ohjaa ohjuksen lentoa sitä kohti automaattisesti. Toinen tunnettu optinen tuote, jota on saatavana myös muille ammateille, on ”pimeänäkölasit” tai kiikarit. Sotilasluokan mallit voivat nähdä infrapunalähteitä. Useimmat kaupalliset mallit eivät kuitenkaan ole todellisia IR -laitteita ja käyttävät vain perustekniikkaa näkyvän valon vahvistamiseen.
Infrapunatekniikka on perustarkoituksessaan lämmön havaitseminen ja analysoiminen, jonka ihmiset voivat tuntea karkeasti, mutta eivät näe. IR -optiikkaa käytetään laajimmin termografiassa, graafisessa näytössä tai lämpötilaerojen tallennuksessa. Kamera on rakennettu joukosta infrapuna -antureita, joiden kerätyt tiedot digitoidaan ja ladataan tietokoneelle. Tietokone analysoi tiedot ja rekonstruoi näytetyn kuvan ihmisten helposti tulkittaviksi näkyvien värien asteittaiseksi esitykseksi. Termografiaa käytetään tutkimaan lämmön haihtumista biologisissa eläimissä tai mekaanisissa järjestelmissä sekä analysoimaan rakenteellisten materiaalien eheyttä ja rasitusta.
Monimutkaisimmat ja tarkimmat IR -optiikat löytyvät tähtitieteellisistä kaukoputkista. Jotkut ovat kiertäviä satelliitteja kohti maata ilmastotutkimusta varten. Kaikki sijaitsevat korkealla, kuten vuorenhuipulla tai suihkukoneessa, koska ilmakehän vesihöyry imee helposti infrapunasäteilyä. Niiden teknistä hienostuneisuutta tarvitaan osittain erittäin kaukana olevien ja himmeiden kohteiden näkemiseen. Ne on myös suunniteltu eristämään kuuma, infrapunasäteily tähdistä ja muista tähtiesineistä analysoitavaksi – eli poistamaan kaikki muu säteily, mukaan lukien visuaalinen valo.