1) Įvadas į infraraudonųjų spindulių optiką
Infraraudonųjų spindulių optika naudojama šviesai rinkti, sufokusuoti arba kolimuoti bangos ilgių diapazone nuo 760 iki 14 000 nm. Ši IR spinduliuotės dalis dar skirstoma į keturis skirtingus spektro diapazonus:
| Artimojo infraraudonųjų spindulių diapazonas (NIR) | 700–900 nm |
| Trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių diapazonas (SWIR) | 900 – 2300 nm |
| Vidutinės bangos infraraudonųjų spindulių diapazonas (MWIR) | 3000 – 5000 nm |
| Ilgųjų bangų infraraudonųjų spindulių diapazonas (LWIR) | 8000 – 14000 nm |
2) Trumpųjų bangų infraraudonųjų spindulių (SWIR)
SWIR programos apima diapazoną nuo 900 iki 2300 nm. Skirtingai nuo paties objekto skleidžiamos MWIR ir LWIR šviesos, SWIR primena matomą šviesą ta prasme, kad fotonai atsispindi arba sugeria objektą, taip užtikrinant reikiamą kontrastą didelės raiškos vaizdams. Natūralūs šviesos šaltiniai, pvz., aplinkos pradžios šviesa ir fono spindulys (dar žinomas kaip naktinis spindesys), yra tokie SWIR skleidėjai ir užtikrina puikų apšvietimą fotografuojant lauke naktį.
Kai kurios programos, kurios yra problemiškos arba neįmanomos naudojant matomą šviesą, yra įmanomos naudojant SWIR. Vaizduojant SWIR, vandens garai, ugnies dūmai, rūkas ir tam tikros medžiagos, pvz., silicis, yra skaidrūs. Be to, spalvas, kurios matomoje vietoje atrodo beveik identiškos, galima lengvai atskirti naudojant SWIR.
SWIR vaizdavimas naudojamas įvairiems tikslams, pavyzdžiui, elektroninėms plokštėms ir saulės elementams tikrinti, gaminiams tikrinti, identifikuoti ir rūšiuoti, stebėti, kovoti su padirbinėjimu, proceso kokybės kontrolei ir kt.
3) Vidutinės bangos infraraudonųjų spindulių (MWIR)
MWIR sistemos veikia nuo 3 iki 5 mikronų diapazone. Renkantis tarp MWIR ir LWIR sistemų, reikia atsižvelgti į keletą veiksnių. Pirmiausia reikia atsižvelgti į vietines atmosferos sudedamąsias dalis, tokias kaip drėgmė ir rūkas. MWIR sistemos yra mažiau veikiamos drėgmės nei LWIR sistemos, todėl jos yra pranašesnės tokiose srityse kaip pakrančių stebėjimas, laivų eismo stebėjimas ar uosto apsauga.
Daugumoje klimato sąlygų MWIR turi didesnį atmosferos perdavimą nei LWIR. Todėl MWIR paprastai yra tinkamesnis labai tolimojo stebėjimo programoms, kurios yra didesniu nei 10 km atstumu nuo objekto.
Be to, MWIR taip pat yra geresnis pasirinkimas, jei norite aptikti aukštos temperatūros objektus, tokius kaip transporto priemonės, lėktuvai ar raketos. Žemiau esančiame paveikslėlyje matyti, kad karšti išmetamųjų dujų srautai MWIR matomi žymiai geriau nei LWIR.
4) Ilgųjų bangų infraraudonieji spinduliai (LWIR)
LWIR sistemos veikia nuo 8 iki 14 mikronų. Jie yra tinkami naudoti, kai objektai yra šalia kambario temperatūros. LWIR kameras mažiau veikia saulė, todėl geriau naudoti lauke. Paprastai tai yra neaušinamos sistemos, kuriose naudojami židinio plokštumos masyvo mikrobolometrai, nors egzistuoja ir aušinami LWIR kameros ir jose naudojami gyvsidabrio kadmio telūro (MCT) detektoriai. Priešingai, daugumą MWIR kamerų reikia aušinti, naudojant skystą azotą arba Stirlingo ciklo aušintuvą.
LWIR sistemos randa daugybę pritaikymų, tokių kaip pastatų ir infrastruktūros tikrinimas, defektų aptikimas, dujų aptikimas ir kt. LWIR kameros suvaidino svarbų vaidmenį COVID-19 pandemijos metu, nes leidžia greitai ir tiksliai išmatuoti kūno temperatūrą.
5) IR substratų pasirinkimo vadovas
IR medžiagos turi skirtingas savybes, leidžiančias joms gerai veikti infraraudonųjų spindulių spektre. IR lydytas silicio dioksidas, germanis, silicis, safyras ir cinko sulfidas / selenidas, kiekvienas turi stipriųjų infraraudonųjų spindulių naudojimo.
Cinko selenidas (ZnSe)
Cinko selenidas yra šviesiai geltonas, kietas junginys, susidedantis iš cinko ir seleno. Jis susidaro sintetinant cinko garus ir H2 Se dujas, kurios susidaro kaip lakštai ant grafito pagrindo. Jis žinomas dėl mažo sugerties greičio ir leidžia puikiai naudoti CO2 lazerius.
| Optimalus transmisijos diapazonas | Idealios programos |
| 0,6 - 16 μm | CO2 lazeriai ir termometrija bei spektroskopija, lęšiai, langai ir FLIR sistemos |
germanis (Ge)
Germanis turi tamsiai pilką dūminę išvaizdą, lūžio rodiklis yra 4,024 ir maža optinė dispersija. Jis turi didelį tankį, o Knoop kietumas (kg/mm2): 780,00, todėl jis gerai veikia lauko optikoje atšiauriomis sąlygomis.
| Optimalus transmisijos diapazonas | Idealios programos |
| 2 - 16 μm | LWIR – MWIR Terminis vaizdavimas (kai padengtas AR), atsparios optinės situacijos |
Silicis (S)
Silicis yra mėlynai pilkos spalvos ir turi didelę šiluminę talpą, todėl jis idealiai tinka lazeriniams veidrodžiams ir silicio plokštelėms puslaidininkių pramonėje. Jo lūžio rodiklis yra 3,42. Silicio komponentai naudojami elektroniniuose prietaisuose, nes jo elektros srovės gali praeiti per silicio laidininkus daug greičiau, palyginti su kitais laidininkais, jis yra mažesnis nei Ge ar ZnSe. AR danga rekomenduojama daugeliui pritaikymų.
| Optimalus transmisijos diapazonas | Idealios programos |
| 1,2 - 8 μm | MWIR, NIR vaizdo gavimo, IR spektroskopijos, MWIR aptikimo sistemos |
Cinko sulfidas (ZnS)
Cinko sulfidas yra puikus pasirinkimas infraraudoniesiems jutikliams, jis gerai perduoda infraraudonųjų spindulių ir matomą spektrą. Paprastai tai yra ekonomiškas pasirinkimas, palyginti su kitomis IR medžiagomis.
| Optimalus transmisijos diapazonas | Idealios programos |
| 0,6 - 18 μm | LWIR – MWIR, matomi ir vidutinės bangos arba ilgosios bangos infraraudonųjų spindulių jutikliai |
Pagrindo ir neatspindinčios dangos pasirinkimas priklausys nuo to, kuriam bangos ilgiui reikalingas didžiausias pralaidumas. Pavyzdžiui, jei perduodate IR šviesą MWIR diapazone, germanis gali būti geras pasirinkimas. NIR programoms safyras gali būti idealus.
Kitos specifikacijos, į kurias galbūt norėsite atsižvelgti renkantis infraraudonųjų spindulių optiką, apima šilumines savybes ir lūžio rodiklį. Šiluminės substrato savybės parodo, kaip jis reaguoja į šilumą. Dažnai infraraudonųjų spindulių optiniai elementai bus veikiami labai skirtingos temperatūros. Kai kurios IR programos taip pat gamina daug šilumos. Norėdami nustatyti, ar infraraudonųjų spindulių substratas tinka jūsų programai, turėsite patikrinti indekso gradientą ir šiluminio plėtimosi koeficientą (CTE). Jei tam tikro substrato indekso gradientas yra didelis, jo optinės savybės gali būti neoptimalios, kai naudojamas termiškai nepastovioje aplinkoje. Jei jis turi aukštą CTE, jis gali plėstis arba trauktis dideliu greičiu dėl didelio temperatūros pokyčio. Infraraudonųjų spindulių optikoje dažniausiai naudojamos medžiagos labai skiriasi lūžio rodikliu. Pavyzdžiui, germanio lūžio rodiklis yra 4,0003, o MgF – 1,413. Galimybė naudoti substratus su šiuo plačiu lūžio rodiklio diapazonu suteikia daugiau lankstumo kuriant sistemą. IR medžiagos dispersija matuoja bangos ilgio indekso pokytį bangos ilgio atžvilgiu, taip pat chromatinę aberaciją arba bangos ilgio atskyrimą. Dispersija kiekybiškai apskaičiuojama atvirkščiai, naudojant Abbe skaičių, kuris apibrėžiamas kaip lūžio rodiklio, esant d bangos ilgiui, atėmus 1, santykis su skirtumu tarp lūžio rodiklio ties f ir c linijose. Jei substrato Abbe skaičius yra didesnis nei 55, jis yra mažiau dispersinis ir mes jį vadiname vainiko medžiaga. Labiau dispersiniai substratai, kurių Abbe skaičius mažesnis nei 55, vadinami titnaginėmis medžiagomis.
Infraraudonųjų spindulių optikos programos
Infraraudonųjų spindulių optika pritaikoma daugelyje sričių: nuo didelės galios CO2 lazerių, veikiančių 10,6 μm, iki naktinio matymo terminio vaizdo kamerų (MWIR ir LWIR juostos) ir IR vaizdavimo. Jie taip pat svarbūs spektroskopijoje, nes perėjimai, naudojami identifikuojant daugelį pėdsakų dujų, yra vidutinio infraraudonųjų spindulių srityje. Gaminame lazerinę linijinę optiką bei infraraudonųjų spindulių komponentus, kurie gerai veikia plačiame bangų ilgių diapazone, o mūsų patyrusi komanda gali suteikti visapusišką projektavimo pagalbą ir konsultacijas.
„Paralight Optics“ naudoja daugybę pažangių apdorojimo metodų, tokių kaip vieno taško deimantinis tekinimas ir CNC poliravimas, kad pagamintų didelio tikslumo optinius lęšius iš silicio, germanio ir cinko sulfido, kuriuos galima pritaikyti MWIR ir LWIR kamerose. Galime pasiekti mažesnį nei 0,5 PV pakraščių tikslumą ir mažesnį nei 10 nm šiurkštumą.
Norėdami gauti išsamesnės specifikacijos, peržiūrėkite mūsųkatalogo optikaarba susisiekite su mumis dėl daugiau informacijos.
Paskelbimo laikas: 2023-04-25
