Infrared Optics ແມ່ນຫຍັງ?

1) ແນະນໍາກ່ຽວກັບແວ່ນຕາອິນຟາເລດ

Infrared Optics ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບກໍາ, ສຸມໃສ່ຫຼື collimate ແສງສະຫວ່າງໃນໄລຍະ wavelength ລະຫວ່າງ 760 ແລະ 14,000 nm. ສ່ວນຂອງລັງສີ IR ນີ້ໄດ້ຖືກແບ່ງອອກເປັນສີ່ຂອບເຂດ spectral ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ:

ໃກ້ໄລຍະອິນຟາເຣດ (NIR)	700 – 900 nm
ໄລຍະອິນຟາເຣດຄື້ນສັ້ນ (SWIR)	900 – 2300 nm
ຊ່ວງອິນຟາເຣດກາງຄື້ນ (MWIR)	3000 – 5000 nm
ຊ່ວງອິນຟາເຣດຍາວ (LWIR)	8000 – 14000 nm

2) ຄື້ນສັ້ນອິນຟາເຣດ (SWIR)

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ SWIR ກວມເອົາຂອບເຂດຈາກ 900 ຫາ 2300 nm. ບໍ່ເຫມືອນກັບແສງສະຫວ່າງ MWIR ແລະ LWIR ທີ່ປ່ອຍອອກມາຈາກວັດຖຸຂອງມັນເອງ, SWIR ຄ້າຍຄືກັບແສງສະຫວ່າງທີ່ເຫັນໄດ້ໃນຄວາມຮູ້ສຶກວ່າໂຟຕອນຖືກສະທ້ອນຫຼືຖືກດູດຊຶມໂດຍວັດຖຸ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສະຫນອງຄວາມຄົມຊັດທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການຖ່າຍຮູບທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ. ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທໍາມະຊາດເຊັ່ນ: ແສງສະຫວ່າງເລີ່ມຕົ້ນສະພາບແວດລ້ອມແລະ radiance ພື້ນຫລັງ (aka nightglow) ແມ່ນ emitters ຂອງ SWIR ແລະສົ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ດີເລີດສໍາລັບການຖ່າຍຮູບກາງແຈ້ງໃນຕອນກາງຄືນ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍານວນຫນຶ່ງທີ່ມີບັນຫາຫຼືເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະປະຕິບັດການນໍາໃຊ້ແສງສະຫວ່າງທີ່ເບິ່ງເຫັນແມ່ນເປັນໄປໄດ້ໂດຍໃຊ້ SWIR. ເມື່ອຖ່າຍຮູບໃນ SWIR, ອາຍນ້ຳ, ຄວັນໄຟ, ໝອກ, ແລະວັດສະດຸບາງຊະນິດເຊັ່ນຊິລິຄອນມີຄວາມໂປ່ງໃສ. ນອກຈາກນັ້ນ, ສີທີ່ປາກົດເກືອບຄືກັນໃນທີ່ສັງເກດເຫັນອາດຈະຖືກແຍກອອກໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໂດຍໃຊ້ SWIR.

ການຖ່າຍຮູບ SWIR ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈຸດປະສົງຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ກະດານເອເລັກໂຕຣນິກແລະການກວດສອບຫ້ອງແສງຕາເວັນ, ການຜະລິດການກວດກາ, ການກໍານົດແລະການຈັດລຽງ, ການເຝົ້າລະວັງ, ການຕ້ານການປອມແປງ, ການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບຂະບວນການແລະອື່ນໆ.

3) ກາງຄື້ນອິນຟາເຣດ (MWIR)

ລະບົບ MWIR ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຂອບເຂດ 3 ຫາ 5 micron. ເມື່ອຕັດສິນໃຈລະຫວ່າງລະບົບ MWIR ແລະ LWIR, ຄົນເຮົາຕ້ອງພິຈາລະນາປັດໃຈຫຼາຍຢ່າງ. ທໍາອິດ, ອົງປະກອບຂອງບັນຍາກາດໃນທ້ອງຖິ່ນເຊັ່ນ: ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນແລະຫມອກຕ້ອງພິຈາລະນາ. ລະບົບ MWIR ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຫນ້ອຍກວ່າຄວາມຊຸ່ມຊື່ນຂອງລະບົບ LWIR, ດັ່ງນັ້ນພວກມັນແມ່ນດີກວ່າສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຊັ່ນ: ການເຝົ້າລະວັງແຄມຝັ່ງ, ການເຝົ້າລະວັງການຈະລາຈອນຂອງເຮືອຫຼືການປົກປ້ອງທ່າເຮືອ.

MWIR ມີການສົ່ງຜ່ານບັນຍາກາດຫຼາຍກວ່າ LWIR ໃນສະພາບອາກາດສ່ວນໃຫຍ່. ດັ່ງນັ້ນ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, MWIR ແມ່ນເປັນທີ່ນິຍົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເຝົ້າລະວັງໄລຍະໄກຫຼາຍເກີນ 10 ກິໂລແມັດຈາກໄລຍະຫ່າງຂອງວັດຖຸ.

ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, MWIR ຍັງເປັນທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າຖ້າທ່ານຕ້ອງການກວດພົບວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເຊັ່ນ: ຍານພາຫະນະ, ເຮືອບິນຫຼືລູກສອນໄຟ. ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ຫນຶ່ງສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າທໍ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຢູ່ໃນ MWIR ຫຼາຍກ່ວາໃນ LWIR.

4) ຄື້ນອິນຟາເຣດຍາວ (LWIR)

ລະບົບ LWIR ເຮັດວຽກຢູ່ໃນຂອບເຂດ 8 ຫາ 14 micron. ພວກມັນມັກສໍາລັບແອັບພລິເຄຊັນທີ່ມີວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມຫ້ອງຢູ່ໃກ້ໆ. ກ້ອງຖ່າຍຮູບ LWIR ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຫນ້ອຍຈາກແສງຕາເວັນແລະດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງດີກວ່າສໍາລັບການດໍາເນີນງານກາງແຈ້ງ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວພວກມັນເປັນລະບົບທີ່ບໍ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ໃຊ້ microbolometers Focal Plane Array, ເຖິງແມ່ນວ່າກ້ອງ LWIR ທີ່ເຮັດຄວາມເຢັນກໍ່ມີຢູ່ເຊັ່ນກັນ ແລະພວກມັນໃຊ້ເຄື່ອງກວດຈັບ Mercury Cadmium Tellurium (MCT). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ກ້ອງຖ່າຍຮູບຂອງ MWIR ສ່ວນໃຫຍ່ຕ້ອງການຄວາມເຢັນ, ການໃຊ້ໄນໂຕຣເຈນຂອງແຫຼວຫຼືເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນຂອງ Stirling.

ລະບົບ LWIR ຊອກຫາຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຈໍານວນຫລາຍເຊັ່ນ: ການກວດສອບການກໍ່ສ້າງແລະໂຄງສ້າງພື້ນຖານ, ການກວດສອບຂໍ້ບົກພ່ອງ, ການກວດຫາອາຍແກັສແລະອື່ນໆ. ກ້ອງຖ່າຍຮູບ LWIR ໄດ້ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນໄລຍະການລະບາດຂອງ COVID-19 ຍ້ອນວ່າພວກມັນອະນຸຍາດໃຫ້ວັດແທກອຸນຫະພູມຮ່າງກາຍໄດ້ໄວແລະຖືກຕ້ອງ.

5) ຄູ່ມືການເລືອກ IR Substrates

ວັດສະດຸ IR ມີຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ພວກເຂົາປະຕິບັດໄດ້ດີໃນ spectrum infrared. IR Fused Silica, Germanium, Silicon, Sapphire, ແລະ Zinc Sulfide/Selenide, ແຕ່ລະຄົນມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສໍາລັບການນໍາໃຊ້ອິນຟາເລດ.

ສັງກະສີ Selenide (ZnSe)

ສັງກະສີ selenide ແມ່ນສານປະກອບແຂງທີ່ມີສີເຫຼືອງອ່ອນ, ສັງກະສີແລະ selenium. ມັນໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍການສັງເຄາະຂອງອາຍແກັສສັງກະສີແລະອາຍແກັສ H2 Se, ປະກອບເປັນແຜ່ນເທິງຊັ້ນໃຕ້ດິນ graphite. ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກສໍາລັບອັດຕາການດູດຊຶມຕ່ໍາແລະອະນຸຍາດໃຫ້ນໍາໃຊ້ທີ່ດີເລີດສໍາລັບ lasers CO2.

ຊ່ວງລະບົບສາຍສົ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດ	ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມ
0.6 - 16μm	ເລເຊີ CO2 ແລະ thermometry ແລະ spectroscopy, ເລນ, ປ່ອງຢ້ຽມ, ແລະລະບົບ FLIR

ເຢຍລະມັນ (Ge)

Germanium ມີລັກສະນະຄວັນຢາສູບສີຂີ້ເຖົ່າເຂັ້ມທີ່ມີດັດຊະນີສະທ້ອນຂອງ 4.024 ທີ່ມີການກະຈາຍແສງຕ່ໍາ. ມັນມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກັບ Knoop Hardness (kg/mm2): 780.00 ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດປະຕິບັດໄດ້ດີສໍາລັບ optics ພາກສະຫນາມໃນສະພາບທີ່ຫນາແຫນ້ນ.

ຊ່ວງລະບົບສາຍສົ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດ	ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມ
2 - 16 ມມ	LWIR - MWIR ການຖ່າຍຮູບຄວາມຮ້ອນ (ເມື່ອ AR ເຄືອບ), ສະຖານະການ optical rugged

ຊິລິໂຄນ (S)

ຊິລິໂຄນມີລັກສະນະສີຟ້າແກມສີຂີ້ເຖົ່າທີ່ມີຄວາມສາມາດຄວາມຮ້ອນສູງທີ່ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບກະຈົກ laser ແລະ silicon wafers ສໍາລັບອຸດສາຫະກໍາ semiconductor. ມັນມີດັດຊະນີສະທ້ອນຂອງ 3.42. ອົງປະກອບຂອງຊິລິໂຄນຖືກນໍາໃຊ້ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຍ້ອນວ່າກະແສໄຟຟ້າຂອງມັນສາມາດຜ່ານຕົວນໍາຊິລິໂຄນໄວກວ່າເມື່ອທຽບກັບ conductors ອື່ນໆ, ມັນມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຫນ້ອຍກວ່າ Ge ຫຼື ZnSe. ການເຄືອບ AR ແມ່ນແນະນໍາສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສ່ວນໃຫຍ່.

ຊ່ວງລະບົບສາຍສົ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດ	ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມ
1.2 - 8μm	MWIR, ການຖ່າຍຮູບ NIR, IR spectroscopy, ລະບົບການກວດຫາ MWIR

ສັງກະສີ sulfide (ZnS)

ສັງກະສີ Sulfide ເປັນທາງເລືອກທີ່ດີເລີດສໍາລັບເຊັນເຊີ infrared ມັນສົ່ງໄດ້ດີໃນ IR ແລະ spectrum ເບິ່ງເຫັນ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍກວ່າວັດສະດຸ IR ອື່ນໆ.

ຊ່ວງລະບົບສາຍສົ່ງທີ່ດີທີ່ສຸດ	ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ເຫມາະສົມ
0.6 - 18μm	LWIR - MWIR, ເຊັນເຊີອິນຟຣາເຣດທີ່ເບິ່ງເຫັນ ແລະ ກາງຄື້ນ ຫຼື ຄື້ນຍາວ

ການເລືອກຂອງທ່ານຂອງ substrate ແລະການເຄືອບຕ້ານການສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນຈະຂຶ້ນກັບການທີ່ wavelength ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການສົ່ງສານສໍາຄັນໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງທ່ານ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຖ້າທ່ານກໍາລັງສົ່ງແສງ IR ໃນລະດັບ MWIR, germanium ອາດຈະເປັນທາງເລືອກທີ່ດີ. ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ NIR, sapphire ອາດຈະເຫມາະສົມ.

ຂໍ້ມູນຈໍາເພາະອື່ນໆທີ່ທ່ານອາດຈະຕ້ອງການທີ່ຈະພິຈາລະນາໃນທາງເລືອກຂອງ optics infrared ຂອງທ່ານປະກອບມີຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນແລະດັດຊະນີຂອງ refraction. ຄຸນສົມບັດຄວາມຮ້ອນຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນໃຫ້ປະລິມານທີ່ມັນປະຕິກິລິຍາຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ. ເລື້ອຍໆ, ອົງປະກອບ optical infrared ຈະສໍາຜັດກັບອຸນຫະພູມທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ IR ຍັງຜະລິດຄວາມຮ້ອນຈໍານວນຫຼວງຫຼາຍ. ເພື່ອກໍານົດວ່າ substrate IR ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງທ່ານ, ທ່ານຈະຕ້ອງການກວດກາເບິ່ງ gradient ດັດຊະນີແລະ coefficient ຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຄວາມຮ້ອນ (CTE). ຖ້າຊັ້ນຍ່ອຍທີ່ໃຫ້ມາມີລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂອງດັດຊະນີສູງ, ມັນອາດມີປະສິດທິພາບດ້ານແສງທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດເມື່ອໃຊ້ໃນການຕັ້ງຄ່າການລະເຫີຍຂອງຄວາມຮ້ອນ. ຖ້າມັນມີ CTE ສູງ, ມັນອາດຈະຂະຫຍາຍຫຼືເຮັດສັນຍາໃນອັດຕາທີ່ສູງເນື່ອງຈາກການປ່ຽນແປງຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງອຸນຫະພູມ. ອຸປະກອນການນໍາໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນ infrared optics ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນດັດຊະນີຂອງການຫັກເຫຍື່ອ. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ Germanium ມີດັດຊະນີການຫັກລົບຂອງ 4.0003, ທຽບກັບ 1.413 ສໍາລັບ MgF. ການມີຂອງ substrates ທີ່ມີລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງດັດຊະນີ refraction ນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນເພີ່ມເຕີມໃນການອອກແບບລະບົບ. ການກະແຈກກະຈາຍຂອງວັດສະດຸ IR ວັດແທກການປ່ຽນແປງຂອງດັດຊະນີຂອງຄວາມຍາວຄື່ນກ່ຽວກັບຄວາມຍາວຄື້ນເຊັ່ນດຽວກັນກັບ chromatic aberration, ຫຼືການແຍກຄວາມຍາວຂອງຄື້ນ. ການກະແຈກກະຈາຍແມ່ນເປັນປະລິມານ, ປີ້ນກັບກັນ, ດ້ວຍຕົວເລກ Abbe, ເຊິ່ງຖືກກໍານົດເປັນອັດຕາສ່ວນຂອງດັດຊະນີ refractive ຢູ່ທີ່ d wavelength ລົບ 1, ຫຼາຍກວ່າຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງດັດຊະນີຂອງ refraction ຢູ່ເສັ້ນ f ແລະ c. ຖ້າ substrate ມີຈໍານວນ Abbe ຫຼາຍກ່ວາ 55, ມັນກະແຈກກະຈາຍຫນ້ອຍແລະພວກເຮົາເອີ້ນວ່າອຸປະກອນການເຮືອນຍອດ. substrates ກະແຈກກະຈາຍຫຼາຍທີ່ມີຈໍານວນ Abbe ຕ່ໍາກວ່າ 55 ເອີ້ນວ່າວັດສະດຸ flint.

ການນໍາໃຊ້ Optics Infrared

ແວ່ນຕາອິນຟາເຣດມີການນຳໃຊ້ໃນຫຼາຍຂົງເຂດ, ຈາກເລເຊີ CO2 ພະລັງງານສູງ, ເຊິ່ງເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ 10.6 μm, ຈົນເຖິງກ້ອງຖ່າຍພາບຄວາມຮ້ອນໃນຍາມກາງຄືນ (ແຖບ MWIR ແລະ LWIR) ແລະ IR imaging. ພວກມັນຍັງມີຄວາມສໍາຄັນໃນ spectroscopy, ຍ້ອນວ່າການຫັນປ່ຽນທີ່ໃຊ້ໃນການກໍານົດທາດອາຍແກັສຕາມຮອຍຈໍານວນຫຼາຍແມ່ນຢູ່ໃນເຂດກາງຂອງອິນຟາເລດ. ພວກເຮົາຜະລິດເສັ້ນເລເຊີ optics ເຊັ່ນດຽວກັນກັບອົງປະກອບຂອງອິນຟາເລດທີ່ປະຕິບັດໄດ້ດີໃນໄລຍະຄື້ນຄວາມກວ້າງ, ແລະທີມງານທີ່ມີປະສົບການຂອງພວກເຮົາສາມາດສະຫນອງການສະຫນັບສະຫນູນການອອກແບບຢ່າງເຕັມທີ່ແລະໃຫ້ຄໍາປຶກສາ.

Paralight Optics ກໍາລັງໃຊ້ເຕັກນິກການປຸງແຕ່ງຂັ້ນສູງເຊັ່ນ Single Point Diamond Turning ແລະການຂັດ CNC ເພື່ອຜະລິດເລນ optical ຄວາມແມ່ນຍໍາສູງຈາກ Silicon, Germanium ແລະ Zinc Sulfide ທີ່ຊອກຫາຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນກ້ອງຖ່າຍຮູບ MWIR ແລະ LWIR. ພວກເຮົາສາມາດບັນລຸຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຫນ້ອຍກ່ວາ 0.5 fringes PV ແລະ roughness ໃນລະດັບຂອງຫນ້ອຍກ່ວາ 10 nm.