1) Pengenalan kepada Optik Inframerah
Optik Inframerah digunakan untuk mengumpul, memfokus atau mengkolimat cahaya dalam julat panjang gelombang antara 760 dan 14,000 nm. Bahagian sinaran IR ini dibahagikan lagi kepada empat julat spektrum yang berbeza:
| Julat Inframerah Berhampiran (NIR) | 700 – 900 nm |
| Julat Inframerah Gelombang Pendek (SWIR) | 900 – 2300 nm |
| Julat Inframerah Gelombang Pertengahan (MWIR) | 3000 – 5000 nm |
| Julat Inframerah Gelombang Panjang (LWIR) | 8000 – 14000 nm |
2) Inframerah Gelombang Pendek (SWIR)
Aplikasi SWIR meliputi julat dari 900 hingga 2300 nm. Tidak seperti cahaya MWIR dan LWIR yang dipancarkan daripada objek itu sendiri, SWIR menyerupai cahaya boleh dilihat dalam erti kata bahawa foton dipantulkan atau diserap oleh objek, dengan itu memberikan kontras yang diperlukan untuk pengimejan resolusi tinggi. Sumber cahaya semula jadi seperti cahaya permulaan ambien dan sinaran latar belakang (aka cahaya malam) adalah pemancar SWIR dan memberikan pencahayaan yang sangat baik untuk pengimejan luar pada waktu malam.
Sebilangan aplikasi yang bermasalah atau mustahil untuk dilakukan menggunakan cahaya boleh dilihat boleh dilaksanakan menggunakan SWIR. Apabila pengimejan dalam SWIR, wap air, asap api, kabus, dan bahan tertentu seperti silikon adalah lutsinar. Selain itu, warna yang kelihatan hampir sama dalam yang boleh dilihat mungkin mudah dibezakan menggunakan SWIR.
Pengimejan SWIR digunakan untuk pelbagai tujuan seperti papan elektronik dan pemeriksaan sel solar, menghasilkan pemeriksaan, mengenal pasti dan menyusun, pengawasan, anti-pemalsuan, kawalan kualiti proses dan banyak lagi.
3) Inframerah Gelombang Pertengahan (MWIR)
Sistem MWIR beroperasi dalam julat 3 hingga 5 mikron. Apabila membuat keputusan antara sistem MWIR dan LWIR, seseorang perlu mengambil kira beberapa faktor. Pertama, juzuk atmosfera tempatan seperti kelembapan dan kabus perlu dipertimbangkan. Sistem MWIR kurang terjejas oleh kelembapan berbanding sistem LWIR, jadi mereka lebih baik untuk aplikasi seperti pengawasan pantai, pengawasan lalu lintas kapal atau perlindungan pelabuhan.
MWIR mempunyai transmisi atmosfera yang lebih besar daripada LWIR dalam kebanyakan iklim. Oleh itu, MWIR secara amnya lebih disukai untuk aplikasi pengawasan jarak jauh yang melebihi jarak 10 km dari objek.
Selain itu, MWIR juga merupakan pilihan yang lebih baik jika anda ingin mengesan objek bersuhu tinggi seperti kenderaan, kapal terbang atau peluru berpandu. Dalam imej di bawah seseorang boleh melihat bahawa kepulan ekzos panas adalah lebih ketara dalam MWIR berbanding di LWIR.
4) Inframerah Gelombang Panjang (LWIR)
Sistem LWIR beroperasi dalam julat 8 hingga 14 mikron. Mereka lebih disukai untuk aplikasi dengan objek suhu bilik yang hampir. Kamera LWIR kurang terjejas oleh matahari dan oleh itu lebih baik untuk operasi luar. Ia biasanya sistem tidak disejukkan menggunakan mikrobolometer Tatasusunan Satah Fokus, walaupun kamera LWIR yang disejukkan juga wujud dan mereka menggunakan pengesan Mercury Cadmium Tellurium (MCT). Sebaliknya, kebanyakan kamera MWIR memerlukan penyejukan, menggunakan sama ada nitrogen cecair atau penyejuk kitaran Stirling.
Sistem LWIR menemui sejumlah besar aplikasi seperti pemeriksaan bangunan dan infrastruktur, pengesanan kecacatan, pengesanan gas dan banyak lagi. Kamera LWIR telah memainkan peranan penting semasa pandemik COVID-19 kerana ia membolehkan pengukuran suhu badan yang cepat dan tepat.
5) Panduan Pemilihan Substrat IR
Bahan IR mempunyai sifat yang berbeza yang membolehkan mereka berfungsi dengan baik dalam spektrum inframerah. IR Fused Silica, Germanium, Silicon, Sapphire, dan Zinc Sulfide/Selenide, masing-masing mempunyai kekuatan untuk aplikasi inframerah.
Zink Selenide (ZnSe)
Zink selenide ialah sebatian pepejal berwarna kuning muda yang terdiri daripada zink dan selenium. Ia dicipta melalui sintesis wap Zink dan gas H2 Se, membentuk kepingan pada substrat grafit. Ia terkenal dengan kadar penyerapannya yang rendah dan membolehkan penggunaan terbaik untuk laser CO2.
| Julat Penghantaran Optimum | Aplikasi Ideal |
| 0.6 - 16μm | Laser CO2 dan termometri dan spektroskopi, kanta, tingkap, dan sistem FLIR |
Germanium (Ge)
Germanium mempunyai rupa berasap kelabu gelap dengan indeks biasan 4.024 dengan penyebaran optik yang rendah. Ia mempunyai ketumpatan yang besar dengan Kekerasan Knoop (kg/mm2): 780.00 yang membolehkannya berfungsi dengan baik untuk optik medan dalam keadaan lasak.
| Julat Penghantaran Optimum | Aplikasi Ideal |
| 2 - 16μm | LWIR - MWIR Pengimejan terma (apabila bersalut AR), situasi optik lasak |
Silikon (S)
Silikon mempunyai rupa biru-kelabu dengan kapasiti haba yang tinggi yang menjadikannya sesuai untuk cermin laser dan wafer silikon untuk industri semikonduktor. Ia mempunyai indeks biasan 3.42. Komponen silikon digunakan dalam peranti elektronik adalah kerana arus elektriknya boleh melalui konduktor silikon dengan lebih cepat berbanding dengan konduktor lain, ia kurang tumpat daripada Ge atau ZnSe. Salutan AR disyorkan untuk kebanyakan aplikasi.
| Julat Penghantaran Optimum | Aplikasi Ideal |
| 1.2 - 8μm | MWIR, pengimejan NIR, spektroskopi IR, sistem pengesanan MWIR |
Zink Sulfida (ZnS)
Zink Sulfida ialah pilihan yang sangat baik untuk penderia inframerah yang dipancarkan dengan baik dalam spektrum IR dan boleh dilihat. Ia biasanya merupakan pilihan kos efektif berbanding bahan IR lain.
| Julat Penghantaran Optimum | Aplikasi Ideal |
| 0.6 - 18μm | LWIR - MWIR, penderia inframerah boleh dilihat dan gelombang pertengahan atau gelombang panjang |
Pilihan substrat dan salutan anti-pantulan anda akan bergantung pada panjang gelombang yang memerlukan ketransmisian utama dalam aplikasi anda. Sebagai contoh, jika anda memancarkan cahaya IR dalam julat MWIR, germanium mungkin merupakan pilihan yang baik. Untuk aplikasi NIR, nilam mungkin sesuai.
Spesifikasi lain yang mungkin anda ingin pertimbangkan dalam pilihan optik inframerah anda termasuk sifat terma dan indeks biasan. Sifat terma substrat mengukur bagaimana ia bertindak balas terhadap haba. Selalunya, unsur optik inframerah akan terdedah kepada suhu yang berbeza-beza secara meluas. Sesetengah aplikasi IR juga menghasilkan sejumlah besar haba. Untuk menentukan sama ada substrat IR sesuai untuk aplikasi anda, anda perlu menyemak kecerunan indeks dan pekali pengembangan terma (CTE). Jika substrat tertentu mempunyai kecerunan indeks yang tinggi, ia mungkin mempunyai prestasi optik suboptimum apabila digunakan dalam tetapan yang tidak menentu terma. Jika ia mempunyai CTE yang tinggi, ia mungkin mengembang atau mengecut pada kadar yang tinggi memandangkan perubahan suhu yang besar. Bahan yang paling kerap digunakan dalam optik inframerah berbeza secara meluas dalam indeks biasan. Germanium, misalnya, mempunyai indeks biasan 4.0003, berbanding 1.413 untuk MgF. Ketersediaan substrat dengan pelbagai indeks biasan ini memberikan fleksibiliti tambahan dalam reka bentuk sistem. Penyerakan bahan IR mengukur perubahan indeks panjang gelombang berkenaan dengan panjang gelombang serta penyimpangan kromatik, atau pemisahan panjang gelombang. Serakan dikira, secara songsang, dengan nombor Abbe, yang ditakrifkan sebagai nisbah indeks biasan pada panjang gelombang d tolak 1, berbanding perbezaan antara indeks biasan pada garis f dan c. Jika substrat mempunyai nombor Abbe lebih daripada 55, ia adalah kurang serakan dan kami memanggilnya sebagai bahan mahkota. Lebih banyak substrat penyebaran dengan nombor Abbe lebih rendah daripada 55 dipanggil bahan batu api.
Aplikasi Optik Inframerah
Optik inframerah mempunyai aplikasi dalam banyak bidang, daripada laser CO2 berkuasa tinggi, yang berfungsi pada 10.6 μm, kepada kamera pengimejan terma penglihatan malam (jalur MWIR dan LWIR) dan pengimejan IR. Ia juga penting dalam spektroskopi, kerana peralihan yang digunakan dalam mengenal pasti banyak gas surih berada di kawasan inframerah pertengahan. Kami menghasilkan optik talian laser serta komponen inframerah yang berprestasi baik dalam julat panjang gelombang yang luas, dan pasukan berpengalaman kami boleh memberikan sokongan dan perundingan reka bentuk penuh.
Paralight Optics menggunakan pelbagai teknik pemprosesan lanjutan seperti Single Point Diamond Turning dan penggilap CNC untuk menghasilkan kanta optik berketepatan tinggi daripada Silicon, Germanium dan Zinc Sulfide yang menemui aplikasi dalam kamera MWIR dan LWIR. Kami mampu mencapai ketepatan kurang daripada 0.5 pinggir PV dan kekasaran dalam julat kurang daripada 10 nm.
Untuk spesifikasi yang lebih mendalam, sila lihat kamioptik katalogatau atau berasa bebas untuk menghubungi kami untuk maklumat lanjut.
Masa siaran: Apr-25-2023
