1) Infragorrien optikaren sarrera
Infragorrien optika 760 eta 14.000 nm arteko uhin-luzera tarteko argia biltzeko, fokatzeko edo kolimatzeko erabiltzen da. IR erradiazioaren zati hau lau espektro-eremu desberdinetan banatzen da:
| Infragorrien barrutia (NIR) | 700-900 nm |
| Uhin Laburreko Infragorrien barrutia (SWIR) | 900-2300 nm |
| Erdialdeko uhin infragorrien barrutia (MWIR) | 3000-5000 nm |
| Uhin luzeko infragorrien barrutia (LWIR) | 8000 - 14000 nm |
2) Uhin Laburreko Infragorriak (SWIR)
SWIR aplikazioek 900 eta 2300 nm bitarteko tartea hartzen dute. Objektutik bertatik igortzen den MWIR eta LWIR argia ez bezala, SWIR argi ikusgaiaren antza du fotoiak objektu batek islatzen edo xurgatzen dituen zentzuan, eta horrela bereizmen handiko irudietarako beharrezko kontrastea ematen du. Argi-iturri naturalak, hala nola, inguruneko hasierako argia eta hondoko distira (gaueko distira) bezalako SWIR igorleak dira eta argiztapen bikaina eskaintzen dute gauez kanpoko irudietarako.
Argi ikusgarria erabiliz egitea arazotsuak edo ezinezkoak diren hainbat aplikazio bideragarriak dira SWIR erabiliz. SWIR bidez irudikatzen denean, ur-lurruna, suaren kea, lainoa eta zenbait material gardenak dira, hala nola silizioa. Gainera, ikusgaian ia berdinak agertzen diren koloreak erraz bereiz daitezke SWIR erabiliz.
SWIR irudia helburu anitzetarako erabiltzen da, hala nola, plaka elektronikoa eta eguzki-zelulen ikuskapena, ekoitzien ikuskapena, identifikazioa eta sailkapena, zaintza, faltsutzearen aurkakoa, prozesuen kalitatearen kontrola eta abar.
3) Erdialdeko uhin infragorriak (MWIR)
MWIR sistemek 3 eta 5 mikra arteko tartean funtzionatzen dute. MWIR eta LWIR sistemen artean erabakitzeko orduan, hainbat faktore hartu behar dira kontuan. Lehenik eta behin, hezetasuna eta lainoa bezalako osagai atmosferikoak kontuan hartu behar dira. MWIR sistemek hezetasunak LWIR sistemek baino gutxiago eragiten dute, beraz, hobeak dira kostaldeko zaintza, ontzien trafikoaren zaintza edo portuaren babesa bezalako aplikazioetarako.
MWIR-k LWIR-k baino transmisio atmosferiko handiagoa du klima gehienetan. Hori dela eta, MWIR hobe da objektutik 10 km-ko distantziatik gorako distantzia oso luzeko zaintza aplikazioetarako.
Gainera, MWIR aukera hobea da tenperatura altuko objektuak detektatu nahi badituzu, hala nola ibilgailuak, hegazkinak edo misilak. Beheko irudian ikus daiteke ihes bero-plumeak nabarmen gehiago ikusten direla MWIRn LWIRn baino.
4) Uhin luzeko infragorriak (LWIR)
LWIR sistemek 8 eta 14 mikra arteko tartean funtzionatzen dute. Giro-tenperaturatik gertu dauden objektuak dituzten aplikazioetarako hobesten dira. LWIR kamerek eguzkiak gutxiago eragiten dute eta, beraz, hobeak dira kanpoko funtzionamendurako. Hoztu gabeko sistemak dira normalean Focal Plane Array mikrobolometroak erabiltzen dituztenak, nahiz eta hoztutako LWIR kamerak ere existitzen diren eta Merkurio Kadmio Tellurio (MCT) detektagailuak erabiltzen dituzten. Aitzitik, MWIR kamera gehienek hoztea behar dute, nitrogeno likidoa edo Stirling zikloko hozkailu bat erabiliz.
LWIR sistemek aplikazio ugari aurkitzen dituzte, hala nola eraikinak eta azpiegiturak ikuskatzea, akatsak detektatzea, gasak detektatzea eta abar. LWIR kamerek zeregin garrantzitsua izan dute COVID-19 pandemian, gorputzaren tenperatura azkar eta zehatza neurtzeko aukera ematen baitute.
5) IR Substratuak aukeratzeko gida
IR materialek propietate desberdinak dituzte, infragorrien espektroan ondo funtzionatzeko aukera ematen dutenak. IR fusionatutako silizea, germanioa, silizioa, zafiroa eta zink sulfuroa/seleniuroa, bakoitzak aplikazio infragorrietarako indarrak ditu.
Zink seleniuroa (ZnSe)
Zink seleniuroa zink eta selenioak osatutako konposatu solido hori argia da. Zink lurrunaren eta H2 Se gasaren sintesian sortzen da, grafitozko substratu baten gainean xafla gisa eratuz. Bere xurgapen-tasa baxuagatik ezaguna da eta CO2 laserrentzako erabilera bikainak ahalbidetzen dituena.
| Transmisio-eremu optimoa | Aplikazio idealak |
| 0,6 - 16μm | CO2 laserrak eta termometria eta espektroskopia, lenteak, leihoak eta FLIR sistemak |
Germanioa (Ge)
Germanioak itxura gris iluna du, 4,024ko errefrakzio-indizearekin, dispertsio optiko baxuarekin. Dentsitate handia du Knoop Gogortasunarekin (kg/mm2): 780,00, eta horri esker, eremu malkartsuetan ondo funtzionatzen du.
| Transmisio-eremu optimoa | Aplikazio idealak |
| 2 - 16μm | LWIR - MWIR Irudi termikoak (AR estalita daudenean), egoera optiko malkartsuak |
Silizioa (S)
Silizioak itxura urdin-grisa du eta ahalmen termiko handikoa da, erdieroaleen industriarako laser ispiluetarako eta siliziozko obleetarako aproposa da. 3,42ko errefrakzio-indizea du. Siliziozko osagaiak gailu elektronikoetan erabiltzen dira bere korronte elektrikoak silizio-eroaleetatik askoz azkarrago igaro daitezkeelako beste eroaleekin alderatuta, Ge edo ZnSe baino dentsitate txikiagoa da. AR estaldura gomendatzen da aplikazio gehienetarako.
| Transmisio-eremu optimoa | Aplikazio idealak |
| 1,2 - 8μm | MWIR, NIR irudiak, IR espektroskopia, MWIR detektatzeko sistemak |
Zink sulfuroa (ZnS)
Zink sulfuroa aukera bikaina da infragorrien sentsoreetarako, IR eta ikusgai espektroan ondo transmititzen dituena. Normalean kostu eraginkorra da beste IR materialen aldean.
| Transmisio-eremu optimoa | Aplikazio idealak |
| 0,6 - 18μm | LWIR - MWIR, ikusgai eta uhin erdiko edo uhin luzeko infragorri sentsoreak |
Zure substratua eta islaren aurkako estaldura aukeratzea zure aplikazioan transmisio nagusia behar duen uhin-luzeraren araberakoa izango da. Adibidez, IR argia MWIR barrutian transmititzen ari bazara, germanioa aukera ona izan daiteke. NIR aplikazioetarako, zafiroa aproposa izan daiteke.
Optika infragorriak aukeratzerakoan kontuan hartu nahi dituzun beste zehaztapen batzuk propietate termikoak eta errefrakzio indizea dira. Substratu baten propietate termikoek beroaren aurrean nola erreakzionatzen duten kuantifikatzen dute. Askotan, elementu optiko infragorriak oso desberdinak diren tenperaturak jasango dituzte. IR aplikazio batzuek ere bero kantitate handia sortzen dute. Zure aplikaziorako IR substratu bat egokia den zehazteko, indize-gradientea eta hedapen termikoaren koefizientea (CTE) egiaztatu nahi dituzu. Substratu jakin batek indize-gradiente altua badu, baliteke errendimendu optikoa ezegokia izatea ezarpen termiko lurrunkor batean erabiltzen denean. CTE altua badu, abiadura handian hedatu edo uzkur daiteke tenperatura-aldaketa handia izanda. Optika infragorrian gehien erabiltzen diren materialak asko aldatzen dira errefrakzio-indizean. Germanioak, adibidez, 4,0003-ko errefrakzio-indizea du, 1,413 MgF-ren aldean. Errefrakzio-indizearen sorta zabal hau duten substratuen eskuragarritasunak malgutasun gehigarria ematen du sistemaren diseinuan. IR material baten sakabanaketak uhin-luzeraren indizearen aldaketa neurtzen du uhin-luzerari dagokionez, baita aberrazio kromatikoa edo uhin-luzeraren bereizketa ere. Dispertsioa zenbatzen da, alderantziz, Abbe zenbakiarekin, hau da, d uhin-luzeran ken 1 errefrakzio-indizearen proportzioan definitzen dena, f eta c lerroetan dagoen errefrakzio-indizearen arteko diferentziaren gainean. Substratu batek 55 baino handiagoa den Abbe zenbakia badu, ez da hain barreiagarria eta koroa-materiala deitzen diogu. 55etik beherako Abbe zenbakiak dituzten substratu sakabanatuagoak suharrizko material deitzen dira.
Infragorrien optika aplikazioak
Infragorrien optikak hainbat esparrutan ditu aplikazioak, 10,6 μm-tan funtzionatzen duten CO2 laserrek, gaueko ikusmen termikoko kamerak (MWIR eta LWIR bandak) eta IR irudira arte. Espektroskopian ere garrantzitsuak dira, aztarna-gas asko identifikatzeko erabiltzen diren trantsizioak infragorriaren erdialdeko eskualdean baitaude. Laser line optika eta infragorri osagaiak ekoizten ditugu, uhin-luzera zabalean ondo funtzionatzen dutenak, eta gure esperientziadun taldeak diseinuaren laguntza eta aholkularitza osoa eman dezake.
Paralight Optics-ek prozesatzeko teknika aurreratu ugari erabiltzen ari da, hala nola puntu bakarreko diamante biraketa eta CNC leunketa, MWIR eta LWIR kameretan aplikazioak aurkitzen dituzten silizio, germanio eta zink sulfurozko doitasun handiko lente optikoak ekoizteko. 0,5 PV baino gutxiagoko zehaztasunak eta 10 nm baino gutxiagoko zimurtasuna lortzeko gai gara.
Zehaztapen sakonagorako, ikusi gurekatalogo optikaedo edo jar zaitez gurekin harremanetan informazio gehiago lortzeko.
Argitalpenaren ordua: 2023-04-25
