O núcleo da tecnologia NLIR é o módulo de conversão de comprimento de onda que converte os comprimentos de onda do infravermelho médio para o visível próximo, permitindo a utilização de detectores de Si e GaAs.
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Os comprimentos de onda aceites estão na largura de banda de 1,9 - 5,3 µm e são convertidos para a largura de banda de 682 nm - 886 nm por um laser de alta potência de 1064 nm dentro de um cristal LiNbO3. Apenas a componente de polarização vertical é convertida, o que pode reduzir a quantidade de sinal convertido, mas também reduz o ruído convertido para metade. Após a conversão, uma filtragem espetral eficiente abaixo de 695 nm e acima de 886 nm elimina o ruído residual.
A dimensão da largura de banda num módulo de conversão ascendente tem um impacto significativo na eficiência da conversão de fotões. Para as larguras de banda mais pequenas, de cerca de 50 nm, a eficiência de conversão pode atingir 0,1, permitindo medições extremamente sensíveis. Entretanto, uma conversão simultânea mais ampla, como a de 3,3 µm para 5,3 µm, resulta numa eficiência de conversão de aproximadamente 0,005, e uma conversão ainda mais ampla de 1,9 µm para 5,3 µm tem uma eficiência de conversão de 0,0005. A combinação ideal de largura de banda e eficiência de conversão varia em função de muitos factores, mas mesmo as eficiências de conversão mais baixas oferecem novas possibilidades de medição, particularmente em aplicações espectroscópicas. Eficiências de conversão mais elevadas, associadas ao detetor de luz visível correto, podem proporcionar alguns dos métodos de medição por infravermelhos mais rápidos e sensíveis disponíveis.
A passagem para comprimentos de onda próximos do visível oferece outras vantagens para além da menor potência equivalente ao ruído.
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