1) Инфрақызыл оптикаға кіріспе
Инфрақызыл оптика 760 пен 14 000 нм арасындағы толқын ұзындығы диапазонындағы жарықты жинау, фокустау немесе коллимациялау үшін қолданылады. ИҚ сәулеленудің бұл бөлігі төрт түрлі спектрлік диапазонға бөлінеді:
| Жақын инфрақызыл диапазон (NIR) | 700 – 900 нм |
| Қысқа толқынды инфрақызыл диапазон (SWIR) | 900 – 2300 нм |
| Орта толқынды инфрақызыл диапазон (MWIR) | 3000 – 5000 нм |
| Ұзын толқынды инфрақызыл диапазон (LWIR) | 8000 – 14000 нм |
2) Қысқа толқынды инфрақызыл (SWIR)
SWIR қолданбалары 900-ден 2300 нм-ге дейінгі диапазонды қамтиды. Объектінің өзінен шығарылатын MWIR және LWIR сәулелерінен айырмашылығы, SWIR фотондар объект арқылы шағылысатын немесе жұтылатыны мағынасында көрінетін жарыққа ұқсайды, осылайша жоғары ажыратымдылықтағы бейнелеу үшін қажетті контрастты қамтамасыз етеді. Табиғи жарық көздері, мысалы, қоршаған ортаның жарығы және фондық жарқырау (мысалы, түнгі жарқырау) SWIR сәулеленуі болып табылады және түнде сыртқы кескінге тамаша жарық береді.
Проблемалы немесе көрінетін жарық арқылы орындау мүмкін емес бірқатар қолданбаларды SWIR көмегімен орындауға болады. SWIR режимінде бейнелеу кезінде су буы, өрт түтіні, тұман және кремний сияқты кейбір материалдар мөлдір болады. Оған қоса, көрінетін жерде бірдей дерлік көрінетін түстерді SWIR көмегімен оңай ажыратуға болады.
SWIR кескіні электронды тақта мен күн батареясын тексеру, өнім инспекциясы, анықтау және сұрыптау, қадағалау, контрафактілікке қарсы, процестің сапасын бақылау және т.б. сияқты көптеген мақсаттарда қолданылады.
3) Орта толқынды инфрақызыл (MWIR)
MWIR жүйелері 3-5 микрон диапазонында жұмыс істейді. MWIR және LWIR жүйелерін таңдау кезінде бірнеше факторларды ескеру қажет. Біріншіден, ылғалдылық пен тұман сияқты жергілікті атмосфералық құрамдас бөліктерді ескеру керек. MWIR жүйелері LWIR жүйелеріне қарағанда ылғалдылықтан азырақ әсер етеді, сондықтан олар жағалаудағы бақылау, кеме қозғалысын бақылау немесе айлақ қорғау сияқты қолданбалар үшін жақсырақ.
Көптеген климаттық аймақтарда MWIR LWIR-ге қарағанда көбірек атмосфералық беріліске ие. Сондықтан MWIR әдетте объектіден 10 км қашықтықтағы өте ұзақ қашықтықтағы бақылау қолданбалары үшін қолайлы.
Сонымен қатар, егер сіз көліктер, ұшақтар немесе зымырандар сияқты жоғары температура объектілерін анықтағыңыз келсе, MWIR - жақсы нұсқа. Төмендегі суретте ыстық түтіктердің LWIR-ге қарағанда MWIR-де айтарлықтай көрінетінін көруге болады.
4) Ұзын толқынды инфрақызыл (LWIR)
LWIR жүйелері 8-14 микрон диапазонында жұмыс істейді. Олар бөлме температурасына жақын объектілері бар қолданбалар үшін қолайлы. LWIR камераларына күн аз әсер етеді, сондықтан сыртқы жұмыс үшін жақсырақ. Олар әдетте фокустық жазықтық массивінің микроболометрлерін пайдаланатын салқындатылмаған жүйелер, бірақ салқындатылған LWIR камералары да бар және олар сынап кадмий теллурының (MCT) детекторларын пайдаланады. Керісінше, MWIR камераларының көпшілігі сұйық азотты немесе Стирлинг циклінің салқындатқышын қолданатын салқындатуды қажет етеді.
LWIR жүйелері ғимарат пен инфрақұрылымды тексеру, ақауларды анықтау, газды анықтау және т.б. сияқты көптеген қосымшаларды табады. LWIR камералары COVID-19 пандемиясы кезінде маңызды рөл атқарды, өйткені олар дене температурасын жылдам және дәл өлшеуге мүмкіндік береді.
5) IR субстраттарын таңдау бойынша нұсқаулық
ИҚ материалдары инфрақызыл спектрде жақсы жұмыс істеуге мүмкіндік беретін ерекше қасиеттерге ие. IR балқытылған кремний диоксиді, германия, кремний, сапфир және мырыш сульфиді/селенид, әрқайсысының инфрақызыл қолданбалар үшін күшті жақтары бар.
Цинк селениді (ZnSe)
Мырыш селениді - мырыш пен селенді қамтитын ашық-сары, қатты қосылыс. Ол мырыш буы мен H2 Se газын синтездеу арқылы жасалады, графит субстратында парақтар түрінде қалыптасады. Ол төмен сіңіру жылдамдығымен танымал және CO2 лазерлері үшін тамаша қолдануға мүмкіндік береді.
| Оңтайлы беріліс диапазоны | Идеалды қолданбалар |
| 0,6 - 16 мкм | CO2 лазерлері және термометрия және спектроскопия, линзалар, терезелер және FLIR жүйелері |
Германий (Ге)
Германийдің оптикалық дисперсиясы төмен 4,024 сыну көрсеткіші бар қара-сұр түтін тәрізді түрі бар. Қаттылығымен (кг/мм2): 780,00 болатын оның айтарлықтай тығыздығы бар, бұл қиын жағдайларда далалық оптика үшін жақсы жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
| Оңтайлы беріліс диапазоны | Идеалды қолданбалар |
| 2 - 16 мкм | LWIR - MWIR термиялық бейнелеу (AR жабыны кезінде), қиын оптикалық жағдайлар |
Кремний (S)
Кремнийдің жоғары жылу сыйымдылығы бар көк-сұр сыртқы түрі бар, бұл оны лазерлік айналар мен жартылай өткізгіш өнеркәсібі үшін кремний пластиналары үшін өте қолайлы етеді. Оның сыну көрсеткіші 3,42. Кремний компоненттері электронды құрылғыларда қолданылады, өйткені оның электр тогы кремний өткізгіштер арқылы басқа өткізгіштермен салыстырғанда әлдеқайда жылдам өтеді, ол Ge немесе ZnSe-ге қарағанда тығыз емес. Көптеген қолданбалар үшін AR жабыны ұсынылады.
| Оңтайлы беріліс диапазоны | Идеалды қолданбалар |
| 1,2 - 8 мкм | MWIR, NIR бейнелеу, ИҚ спектроскопия, MWIR анықтау жүйелері |
Мырыш сульфиді (ZnS)
Мырыш сульфиді инфрақызыл сенсорлар үшін тамаша таңдау болып табылады, ол IR және көрінетін спектрде жақсы өткізеді. Бұл әдетте басқа IR материалдарына қарағанда үнемді таңдау болып табылады.
| Оңтайлы беріліс диапазоны | Идеалды қолданбалар |
| 0,6 - 18 мкм | LWIR - MWIR, көрінетін және орта толқынды немесе ұзын толқынды инфрақызыл сенсорлар |
Субстрат пен шағылысуға қарсы жабынды таңдау қолданбаңызда қай толқын ұзындығының негізгі өткізгіштігін қажет ететініне байланысты болады. Мысалы, егер сіз MWIR диапазонында инфрақызыл сәулені жіберетін болсаңыз, германий жақсы таңдау болуы мүмкін. NIR қолданбалары үшін сапфир тамаша болуы мүмкін.
Инфрақызыл оптиканы таңдауда ескергіңіз келетін басқа сипаттамаларға жылу қасиеттері мен сыну индексі кіреді. Субстраттың жылулық қасиеттері оның жылуға қалай әрекет ететінін сандық түрде анықтайды. Көбінесе инфрақызыл оптикалық элементтер әртүрлі температуралардың әсеріне ұшырайды. Кейбір IR қолданбалары сонымен қатар үлкен көлемде жылу шығарады. ИК субстрат қолданбаңызға сәйкес келетінін анықтау үшін индекс градиентін және термиялық кеңею коэффициентін (CTE) тексергіңіз келеді. Егер берілген субстрат жоғары индекс градиентіне ие болса, ол термиялық тұрақсыз ортада пайдаланылған кезде оңтайлы емес оптикалық өнімділікке ие болуы мүмкін. Егер оның CTE жоғары болса, ол температураның үлкен өзгеруін ескере отырып, жоғары жылдамдықпен кеңеюі немесе қысқаруы мүмкін. Инфрақызыл оптикада жиі қолданылатын материалдар сыну көрсеткіші бойынша әр түрлі болады. Мысалы, германияның сыну индексі 4,0003, MgF үшін 1,413. Сыну индексінің осындай кең диапазоны бар субстраттардың болуы жүйе дизайнында қосымша икемділік береді. ИҚ материалының дисперсиясы толқын ұзындығына қатысты толқын ұзындығы индексінің өзгеруін, сондай-ақ хроматикалық аберрацияны немесе толқын ұзындығының бөлінуін өлшейді. Дисперсия кері түрде сандық түрде анықталады, ол d толқын ұзындығындағы сыну көрсеткішінің f және c сызықтарындағы сыну көрсеткішінің айырмашылығына минус 1 қатынасы ретінде анықталатын Аббе санымен анықталады. Егер субстратта Аббе саны 55-тен жоғары болса, ол аз дисперсті болып табылады және біз оны тәждік материал деп атаймыз. Аббе саны 55-тен төмен дисперсті субстраттар шақпақтас материалдар деп аталады.
Инфрақызыл оптика қолданбалары
Инфрақызыл оптиканың 10,6 мкм-де жұмыс істейтін жоғары қуатты CO2 лазерлерінен бастап түнгі көру термобейнелеу камераларына (MWIR және LWIR диапазондары) және IR бейнелеуге дейін көптеген салаларда қолданбалары бар. Олар спектроскопияда да маңызды, өйткені көптеген ізді газдарды анықтауда қолданылатын ауысулар орта инфрақызыл аймақта болады. Біз лазерлік желілік оптиканы, сондай-ақ толқын ұзындығының кең диапазонында жақсы жұмыс істейтін инфрақызыл компоненттерді шығарамыз және біздің тәжірибелі командамыз толық дизайнды қолдау мен кеңес бере алады.
Paralight Optics компаниясы MWIR және LWIR камераларында қолданбаларды табатын кремнийден, германиядан және мырыш сульфидінен жоғары дәлдіктегі оптикалық линзаларды шығару үшін бір нүктелі алмазды айналдыру және CNC жылтырату сияқты кеңейтілген өңдеу әдістерін қолданады. Біз 10 нм-ден аз диапазондағы 0,5 жиектер PV және кедір-бұдырлық дәлдіктеріне қол жеткізе аламыз.
Егжей-тегжейлі сипаттама алу үшін біздің сайтты қараңызкаталог оптикасынемесе қосымша ақпарат алу үшін бізге хабарласыңыз.
Жіберу уақыты: 25 сәуір-2023 ж
