Beth yw Opteg Isgoch?

1) Cyflwyniad i Opteg Isgoch

Defnyddir Opteg Isgoch i gasglu, canolbwyntio neu wrthdaro golau yn yr ystod tonfedd rhwng 760 a 14,000 nm. Rhennir y gyfran hon o ymbelydredd IR ymhellach yn bedair ystod sbectrol wahanol:

Amrediad isgoch yn agos (NIR)	700 - 900 nm
Amrediad isgoch tonnau byr (SWIR)	900 - 2300 nm
Amrediad isgoch Canol Ton (MWIR)	3000 - 5000 nm
Amrediad isgoch tonnau hir (LWIR)	8000 – 14000 nm

2) Isgoch Tonfedd Fer (SWIR)

Mae cymwysiadau SWIR yn cwmpasu'r ystod o 900 i 2300 nm. Yn wahanol i olau MWIR a LWIR sy'n cael eu hallyrru o'r gwrthrych ei hun, mae SWIR yn debyg i olau gweladwy yn yr ystyr bod ffotonau'n cael eu hadlewyrchu neu eu hamsugno gan wrthrych, gan ddarparu'r cyferbyniad angenrheidiol ar gyfer delweddu cydraniad uchel. Mae ffynonellau golau naturiol fel golau cychwyn amgylchynol a llacharedd cefndir (sef golau nos) yn allyrwyr o'r fath o SWIR ac yn darparu goleuo rhagorol ar gyfer delweddu awyr agored gyda'r nos.

Mae nifer o gymwysiadau sy'n broblemus neu'n amhosibl eu perfformio gan ddefnyddio golau gweladwy yn ymarferol gan ddefnyddio SWIR. Wrth ddelweddu yn SWIR, mae anwedd dŵr, mwg tân, niwl, a rhai deunyddiau fel silicon yn dryloyw. Yn ogystal, gall lliwiau sy'n ymddangos bron yn union yr un fath yn y gweladwy gael eu gwahaniaethu'n hawdd gan ddefnyddio SWIR.

Defnyddir delweddu SWIR at ddibenion lluosog megis archwilio bwrdd electronig a chelloedd solar, archwilio cynnyrch, nodi a didoli, gwyliadwriaeth, gwrth-ffugio, rheoli ansawdd prosesau a mwy.

3) Is-goch Tonfedd Ganol (MWIR)

Mae systemau MWIR yn gweithredu yn yr ystod 3 i 5 micron. Wrth benderfynu rhwng systemau MWIR a LWIR, rhaid ystyried sawl ffactor. Yn gyntaf, mae'n rhaid ystyried y cyfansoddion atmosfferig lleol fel lleithder a niwl. Mae systemau MWIR yn cael eu heffeithio llai gan leithder na systemau LWIR, felly maent yn well ar gyfer cymwysiadau fel gwyliadwriaeth arfordirol, gwyliadwriaeth traffig cychod neu amddiffyn harbwr.

Mae gan MWIR drosglwyddiad atmosfferig mwy na LWIR yn y rhan fwyaf o hinsoddau. Felly, mae MWIR yn gyffredinol yn well ar gyfer cymwysiadau gwyliadwriaeth hir iawn sy'n fwy na 10 km oddi wrth y gwrthrych.

Ar ben hynny, mae MWIR hefyd yn opsiwn gwell os ydych chi am ganfod gwrthrychau tymheredd uchel fel cerbydau, awyrennau neu daflegrau. Yn y ddelwedd isod gellir gweld bod y plu gwacáu poeth yn sylweddol fwy gweladwy yn y MWIR nag yn y LWIR.

4) Isgoch Tonfedd Hir (LWIR)

Mae systemau LWIR yn gweithredu yn yr ystod 8 i 14 micron. Maent yn cael eu ffafrio ar gyfer ceisiadau gyda gwrthrychau tymheredd ystafell agos. Mae camerâu LWIR yn cael eu heffeithio'n llai gan yr haul ac felly'n well ar gyfer gweithredu awyr agored. Yn nodweddiadol maent yn systemau heb eu hoeri sy'n defnyddio microbolomedrau Focal Plane Array, er bod camerâu LWIR wedi'u hoeri yn bodoli hefyd ac maent yn defnyddio synwyryddion Mercury Cadmium Tellurium (MCT). Mewn cyferbyniad, mae angen oeri'r mwyafrif o gamerâu MWIR, gan ddefnyddio naill ai nitrogen hylifol neu oerach cylch Stirling.

Mae systemau LWIR yn dod o hyd i nifer eang o gymwysiadau megis archwilio adeilad a seilwaith, canfod diffygion, canfod nwy a mwy. Mae camerâu LWIR wedi chwarae rhan bwysig yn ystod y pandemig COVID-19 gan eu bod yn caniatáu mesur tymheredd y corff yn gyflym ac yn gywir.

5) Canllaw Dewis Swbstradau IR

Mae gan ddeunyddiau IR briodweddau gwahanol sy'n caniatáu iddynt berfformio'n dda yn y sbectrwm isgoch. Mae gan IR Fused Silica, Germanium, Silicon, Sapphire, a Sinc Sylffid/Selenid, gryfderau ar gyfer cymwysiadau isgoch.

Sinc Selenide (ZnSe)

Mae selenid sinc yn gyfansoddyn solet, melyn golau sy'n cynnwys sinc a seleniwm. Mae'n cael ei greu trwy synthesis o anwedd Sinc a nwy H2 Se, gan ffurfio fel dalennau ar swbstrad graffit. Mae'n adnabyddus am ei gyfradd amsugno isel ac sy'n caniatáu defnydd rhagorol ar gyfer laserau CO2.

Ystod Trosglwyddo Gorau	Ceisiadau Delfrydol
0.6 - 16μm	laserau CO2 a thermometreg a sbectrosgopeg, lensys, ffenestri, a systemau FLIR

Germanium (Ge)

Mae gan Germanium olwg myglyd llwyd tywyll gyda mynegai plygiannol o 4.024 gyda gwasgariad optegol isel. Mae ganddo ddwysedd sylweddol gyda Chaledwch Knoop (kg/mm2): 780.00 sy'n caniatáu iddo berfformio'n dda ar gyfer opteg maes mewn amodau garw.

Ystod Trosglwyddo Gorau	Ceisiadau Delfrydol
2 - 16μm	LWIR - MWIR Delweddu thermol (pan fydd wedi'i orchuddio â AR), sefyllfaoedd optegol garw

silicon (S)

Mae gan silicon ymddangosiad llwydlas gyda chynhwysedd thermol uchel sy'n ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer drychau laser a wafferi silicon ar gyfer y diwydiant lled-ddargludyddion. Mae ganddo fynegai plygiannol o 3.42. Defnyddir cydrannau silicon mewn dyfeisiau electronig oherwydd bod ei geryntau trydanol yn gallu pasio trwy'r dargludyddion silicon yn llawer cyflymach o'i gymharu â dargludyddion eraill, mae'n llai dwys na Ge neu ZnSe. Argymhellir cotio AR ar gyfer y rhan fwyaf o geisiadau.

Ystod Trosglwyddo Gorau	Ceisiadau Delfrydol
1.2 - 8μm	MWIR, delweddu NIR, sbectrosgopeg IR, systemau canfod MWIR

Sinc sylffid (ZnS)

Mae Sinc sylffid yn ddewis ardderchog ar gyfer synwyryddion isgoch y mae'n eu trosglwyddo'n dda yn yr IR a'r sbectrwm gweladwy. Yn nodweddiadol mae'n ddewis cost-effeithiol dros ddeunyddiau IR eraill.

Ystod Trosglwyddo Gorau	Ceisiadau Delfrydol
0.6 - 18μm	LWIR - MWIR, synwyryddion isgoch gweladwy a chanol-ton neu donfedd hir

Bydd eich dewis o swbstrad a gorchudd gwrth-fyfyrio yn dibynnu ar ba donfedd sydd angen trawsyriant cysefin yn eich cais. Er enghraifft, os ydych chi'n trosglwyddo golau IR yn yr ystod MWIR, gall germaniwm fod yn ddewis da. Ar gyfer cymwysiadau NIR, gall saffir fod yn ddelfrydol.

Mae manylebau eraill y gallech fod am eu hystyried yn eich dewis o opteg isgoch yn cynnwys priodweddau thermol a mynegai plygiant. Mae priodweddau thermol swbstrad yn mesur sut mae'n ymateb i wres. Yn aml, bydd elfennau optegol isgoch yn agored i dymheredd amrywiol iawn. Mae rhai cymwysiadau IR hefyd yn cynhyrchu llawer iawn o wres. Er mwyn penderfynu a yw swbstrad IR yn addas ar gyfer eich cais, byddwch am wirio'r graddiant mynegai a chyfernod ehangu thermol (CTE). Os oes gan swbstrad penodol raddiant mynegai uchel, efallai y bydd ganddo berfformiad optegol is-optimaidd pan gaiff ei ddefnyddio mewn gosodiad thermol anweddol. Os oes ganddo CTE uchel, gall ehangu neu grebachu ar gyfradd uchel o ystyried newid mawr yn y tymheredd. Mae'r deunyddiau a ddefnyddir amlaf mewn opteg isgoch yn amrywio'n fawr o ran mynegai plygiant. Mae gan Germanium, er enghraifft, fynegai plygiant o 4.0003, o'i gymharu â 1.413 ar gyfer MgF. Mae argaeledd swbstradau gyda'r ystod eang hon o fynegai plygiant yn rhoi hyblygrwydd ychwanegol wrth ddylunio system. Mae gwasgariad deunydd IR yn mesur y newid yn y mynegai tonfedd o ran tonfedd yn ogystal â'r aberration cromatig, neu wahaniad y donfedd. Mae gwasgariad yn cael ei feintioli, yn wrthdro, gyda'r rhif Abbe, a ddiffinnir fel cymhareb y mynegai plygiant ar y donfedd d minws 1, dros y gwahaniaeth rhwng mynegai plygiant ar y llinellau f ac c. Os oes gan swbstrad rif Abbe o fwy na 55, mae'n llai gwasgaredig ac rydyn ni'n ei alw'n ddeunydd coron. Gelwir swbstradau mwy gwasgarol gyda niferoedd Abbe o lai na 55 yn ddeunyddiau fflint.

Cymwysiadau Opteg Isgoch

Mae gan opteg isgoch gymwysiadau mewn sawl maes, o laserau CO2 pŵer uchel, sy'n gweithio ar 10.6 μm, i gamerâu delweddu thermol gweledigaeth nos (bandiau MWIR a LWIR) a delweddu IR. Maent hefyd yn bwysig mewn sbectrosgopeg, gan fod y trawsnewidiadau a ddefnyddir i nodi llawer o nwyon hybrin yn y rhanbarth isgoch canol. Rydym yn cynhyrchu opteg llinell laser yn ogystal â chydrannau isgoch sy'n perfformio'n dda dros ystod tonfedd eang, a gall ein tîm profiadol ddarparu cefnogaeth dylunio ac ymgynghoriad llawn.

Mae Paralight Optics yn defnyddio ystod o dechnegau prosesu uwch megis Troi Diemwnt Pwynt Sengl a chaboli CNC i gynhyrchu lensys optegol manwl uchel o Silicon, Germanium a Sinc Sylffid sy'n dod o hyd i gymwysiadau mewn camerâu MWIR a LWIR. Rydym yn gallu cyflawni cywirdeb o lai na 0.5 ymylon PV a garwedd yn yr ystod o lai na 10 nm.