1) Уводзіны ў інфрачырвоную оптыку
Інфрачырвоная оптыка выкарыстоўваецца для збору, факусоўкі або калімацыі святла ў дыяпазоне даўжынь хваль ад 760 да 14000 нм. Гэтая частка ІЧ-выпраменьвання далей дзеліцца на чатыры розныя спектральныя дыяпазоны:
| Блізкі інфрачырвоны дыяпазон (NIR) | 700 – 900 нм |
| Кароткахвалевы інфрачырвоны дыяпазон (SWIR) | 900 – 2300 нм |
| Сярэднехвалевы інфрачырвоны дыяпазон (MWIR) | 3000 – 5000 нм |
| Даўгахвалевы інфрачырвоны дыяпазон (LWIR) | 8000 – 14000 нм |
2) Кароткахвалевае інфрачырвонае выпраменьванне (SWIR)
Прыкладанні SWIR ахопліваюць дыяпазон ад 900 да 2300 нм. У адрозненне ад MWIR і LWIR святла, якое выпраменьваецца самім аб'ектам, SWIR нагадвае бачнае святло ў тым сэнсе, што фатоны адлюстроўваюцца або паглынаюцца аб'ектам, забяспечваючы такім чынам неабходны кантраст для атрымання малюнкаў з высокім дазволам. Натуральныя крыніцы святла, такія як навакольнае пачатковае святло і фонавае ззянне (ён жа начное свячэнне), з'яўляюцца такімі выпраменьвальнікамі SWIR і забяспечваюць выдатнае асвятленне для начных відарысаў на вуліцы.
Шэраг прыкладанняў, якія праблематычна або немагчыма выканаць з выкарыстаннем бачнага святла, можна выканаць з дапамогай SWIR. Пры візуалізацыі ў SWIR вадзяная пара, дым ад агню, туман і некаторыя матэрыялы, такія як крэмній, празрыстыя. Акрамя таго, колеры, якія выглядаюць амаль аднолькавымі ў бачным акне, можна лёгка адрозніць з дапамогай SWIR.
SWIR-візуалізацыя выкарыстоўваецца ў розных мэтах, такіх як праверка электронных плат і сонечных батарэй, праверка прадукцыі, ідэнтыфікацыя і сартаванне, назіранне, барацьба з падробкамі, кантроль якасці працэсу і г.д.
3) Сярэднехвалевае інфрачырвонае выпраменьванне (MWIR)
Сістэмы MWIR працуюць у дыяпазоне ад 3 да 5 мікрон. Пры выбары паміж сістэмамі MWIR і LWIR трэба ўлічваць некалькі фактараў. Па-першае, неабходна ўлічваць мясцовыя складнікі атмасферы, такія як вільготнасць і туман. Сістэмы MWIR менш залежаць ад вільготнасці, чым сістэмы LWIR, таму яны лепш падыходзяць для такіх прыкладанняў, як прыбярэжнае назіранне, назіранне за рухам суднаў або ахова гавані.
У большасці кліматаў MWIR мае большую атмасферную прапускальнасць, чым LWIR. Такім чынам, MWIR звычайна з'яўляецца пераважным для прыкладанняў назірання на вельмі вялікіх адлегласцях, якія перавышаюць 10 км ад аб'екта.
Акрамя таго, MWIR таксама з'яўляецца лепшым варыянтам, калі вы хочаце выявіць аб'екты з высокай тэмпературай, такія як транспартныя сродкі, самалёты або ракеты. На малюнку ніжэй відаць, што шлейфы гарачых выхлапных газаў значна больш бачныя ў MWIR, чым у LWIR.
4) Даўгахвалевы інфрачырвоны (LWIR)
Сістэмы LWIR працуюць у дыяпазоне ад 8 да 14 мікрон. Яны з'яўляюцца пераважнымі для прымянення з аб'ектамі з тэмпературай, блізкай да пакаёвай. Камеры LWIR менш падвяргаюцца ўздзеянню сонца і таму лепш для працы на вуліцы. Звычайна яны ўяўляюць сабой сістэмы без астуджэння, у якіх выкарыстоўваюцца мікрабаламетры з кратамі факальнай плоскасці, хоць таксама існуюць камеры LWIR з астуджэннем, якія выкарыстоўваюць ртутна-кадміева-тэлурыевыя (MCT) дэтэктары. Наадварот, большасць камер MWIR патрабуе астуджэння з выкарыстаннем альбо вадкага азоту, альбо ахаладжальніка з цыклам Стырлінга.
Сістэмы LWIR знаходзяць шырокі спектр прымянення, такіх як інспекцыя будынкаў і інфраструктуры, выяўленне дэфектаў, выяўленне газу і многае іншае. Камеры LWIR адыгралі важную ролю падчас пандэміі COVID-19, паколькі яны дазваляюць хутка і дакладна вымяраць тэмпературу цела.
5) Кіраўніцтва па выбары ВК-субстратаў
ІЧ-матэрыялы валодаюць выдатнымі ўласцівасцямі, якія дазваляюць ім добра працаваць у інфрачырвоным спектры. ІЧ-плаўлены дыяксід крэмнія, германій, крэмній, сапфір і сульфід/селенід цынку, кожны з якіх мае моцныя бакі для прымянення ў інфрачырвоным выпраменьванні.
Селенід цынку (ZnSe)
Селенід цынку - светла-жоўтае цвёрдае злучэнне, якое змяшчае цынк і селен. Ён ствараецца шляхам сінтэзу пароў цынку і газу H2 Se, якія ўтвараюцца ў выглядзе лістоў на графітавай падкладцы. Ён вядомы сваёй нізкай хуткасцю паглынання, што дазваляе выдатна выкарыстоўваць CO2-лазеры.
| Аптымальны дыяпазон перадачы | Ідэальныя прыкладання |
| 0,6 - 16 мкм | CO2-лазеры, тэрмаметрыя і спектраскапія, лінзы, вокны і сістэмы FLIR |
Германій (Ge)
Германій мае цёмна-шэры дымчаты выгляд з паказчыкам праламлення 4,024 з нізкай аптычнай дысперсіяй. Ён мае значную шчыльнасць з цвёрдасцю па Кнупу (кг/мм2): 780,00, што дазваляе яму добра працаваць для палявой оптыкі ў цяжкіх умовах.
| Аптымальны дыяпазон перадачы | Ідэальныя прыкладання |
| 2 - 16 мкм | LWIR - цеплавізар MWIR (пры пакрыцці AR), трывалыя аптычныя сітуацыі |
Крэмній (S)
Крэмній мае блакітна-шэры выгляд з высокай цеплавой магутнасцю, што робіць яго ідэальным для лазерных люстэркаў і крамянёвых пласцін для паўправадніковай прамысловасці. Ён мае паказчык праламлення 3,42. Крэмніевыя кампаненты выкарыстоўваюцца ў электронных прыладах таму, што яго электрычныя токі могуць праходзіць праз крамянёвыя правадыры значна хутчэй у параўнанні з іншымі праваднікамі, ён менш шчыльны, чым Ge або ZnSe. AR-пакрыццё рэкамендуецца для большасці прымянення.
| Аптымальны дыяпазон перадачы | Ідэальныя прыкладання |
| 1,2 - 8 мкм | MWIR, NIR візуалізацыя, ВК спектраскапія, MWIR сістэмы выяўлення |
Сульфід цынку (ZnS)
Сульфід цынку - выдатны выбар для інфрачырвоных датчыкаў, ён добра прапускае ІЧ і бачны спектр. Як правіла, гэта эканамічна эфектыўны выбар у параўнанні з іншымі ІЧ-матэрыяламі.
| Аптымальны дыяпазон перадачы | Ідэальныя прыкладання |
| 0,6 - 18 мкм | LWIR - MWIR, бачныя і сярэднехвалевыя або даўгахвалевыя інфрачырвоныя датчыкі |
Ваш выбар падкладкі і антыблікавага пакрыцця будзе залежаць ад таго, якая даўжыня хвалі патрабуе найвышэйшага прапускання ў вашым дадатку. Напрыклад, калі вы прапускаеце ІЧ-святло ў дыяпазоне MWIR, германій можа быць добрым выбарам. Для прымянення NIR сапфір можа быць ідэальным.
Іншыя характарыстыкі, якія вы можаце ўлічваць пры выбары інфрачырвонай оптыкі, ўключаюць цеплавыя ўласцівасці і паказчык праламлення. Цеплавыя ўласцівасці падкладкі колькасна вызначаюць, як яна рэагуе на цяпло. Часта інфрачырвоныя аптычныя элементы будуць падвяргацца ўздзеянню тэмператур, якія моцна вар'іруюцца. Некаторыя ВК-праграмы таксама вырабляюць вялікую колькасць цяпла. Каб вызначыць, ці падыходзіць ВК-падкладка для вашага прымянення, вы захочаце праверыць градыент індэкса і каэфіцыент цеплавога пашырэння (КТР). Калі дадзеная падкладка мае высокі градыент індэкса, яна можа мець неаптымальныя аптычныя характарыстыкі пры выкарыстанні ў тэрмічна нестабільных умовах. Калі ён мае высокі КТР, ён можа пашырацца або сціскацца з высокай хуткасцю пры вялікай змене тэмпературы. Матэрыялы, якія найбольш часта выкарыстоўваюцца ў інфрачырвонай оптыцы, моцна адрозніваюцца па паказчыку праламлення. Германій, напрыклад, мае паказчык праламлення 4,0003 у параўнанні з 1,413 для MgF. Наяўнасць падкладак з такім шырокім дыяпазонам паказчыка праламлення дае дадатковую гібкасць у распрацоўцы сістэмы. Дысперсія ВК-матэрыялу вымярае змяненне індэкса даўжыні хвалі адносна даўжыні хвалі, а таксама храматычную аберацыю або падзел даўжыні хвалі. Дысперсія колькасна вызначаецца, наадварот, лікам Абэ, які вызначаецца як стаўленне паказчыка праламлення на даўжыні хвалі d мінус 1 да розніцы паміж паказчыкам праламлення на лініях f і c. Калі падкладка мае лік Абэ больш за 55, яна менш дысперсійная, і мы называем яе матэрыялам для каронкі. Больш дысперсіўныя падкладкі з лікам Абэ ніжэй за 55 называюцца крэмневымі матэрыяламі.
Інфрачырвоная оптыка
Інфрачырвоная оптыка мае прымяненне ў многіх галінах: ад высокамагутных CO2-лазераў, якія працуюць на даўжыні даўжыні 10,6 мкм, да цеплавізійных камер начнога бачання (дыяпазоны MWIR і LWIR) і ВК-здымкаў. Яны таксама важныя ў спектраскапіі, паколькі пераходы, якія выкарыстоўваюцца для ідэнтыфікацыі многіх слядоў газаў, знаходзяцца ў сярэдняй інфрачырвонай вобласці. Мы вырабляем лазерную лінейную оптыку, а таксама інфрачырвоныя кампаненты, якія добра працуюць у шырокім дыяпазоне даўжынь хваль, і наша вопытная каманда можа забяспечыць поўную падтрымку праектавання і кансультацыі.
Paralight Optics выкарыстоўвае цэлы шэраг сучасных метадаў апрацоўкі, такіх як аднакропкавая алмазная апрацоўка і паліроўка з ЧПУ для вытворчасці высокадакладных аптычных лінзаў з крэмнію, германію і сульфіду цынку, якія знаходзяць прымяненне ў камерах MWIR і LWIR. Мы можам дасягнуць дакладнасці менш за 0,5 паласы PV і шурпатасці ў дыяпазоне менш за 10 нм.
Для больш падрабязнай спецыфікацыі, калі ласка, праглядзіце нашкаталог оптыкіці не саромейцеся звяртацца да нас для атрымання дадатковай інфармацыі.
Час публікацыі: 25 красавіка 2023 г
