ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టిక్స్ అంటే ఏమిటి?

1) ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టిక్స్ పరిచయం

760 మరియు 14,000 nm మధ్య తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో కాంతిని సేకరించడానికి, కేంద్రీకరించడానికి లేదా కొలిమేట్ చేయడానికి ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టిక్స్ ఉపయోగించబడతాయి. IR రేడియేషన్ యొక్క ఈ భాగం నాలుగు వేర్వేరు స్పెక్ట్రల్ పరిధులుగా విభజించబడింది:

సమీప ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేంజ్ (NIR)	700 - 900 nm
షార్ట్-వేవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేంజ్ (SWIR)	900 - 2300 nm
మిడ్-వేవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేంజ్ (MWIR)	3000 - 5000 nm
లాంగ్-వేవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేంజ్ (LWIR)	8000 - 14000 nm

2) షార్ట్-వేవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ (SWIR)

SWIR అప్లికేషన్లు 900 నుండి 2300 nm వరకు పరిధిని కలిగి ఉంటాయి. వస్తువు నుండి విడుదలయ్యే MWIR మరియు LWIR కాంతి వలె కాకుండా, SWIR కనిపించే కాంతిని పోలి ఉంటుంది, ఫోటాన్లు ఒక వస్తువు ద్వారా ప్రతిబింబిస్తాయి లేదా గ్రహించబడతాయి, తద్వారా అధిక రిజల్యూషన్ ఇమేజింగ్‌కు అవసరమైన వ్యత్యాసాన్ని అందిస్తుంది. యాంబియంట్ స్టార్ట్ లైట్ మరియు బ్యాక్‌గ్రౌండ్ రేడియన్స్ (అకా నైట్‌గ్లో) వంటి సహజ కాంతి వనరులు SWIR యొక్క ఉద్గారకాలు మరియు రాత్రిపూట అవుట్‌డోర్ ఇమేజింగ్ కోసం అద్భుతమైన ప్రకాశాన్ని అందిస్తాయి.

కనిపించే కాంతిని ఉపయోగించి అమలు చేయడంలో సమస్యాత్మకమైన లేదా అసాధ్యమైన అనేక అప్లికేషన్‌లు SWIRని ఉపయోగించి సాధ్యమవుతాయి. SWIRలో ఇమేజింగ్ చేసినప్పుడు, నీటి ఆవిరి, అగ్ని పొగ, పొగమంచు మరియు సిలికాన్ వంటి కొన్ని పదార్థాలు పారదర్శకంగా ఉంటాయి. అదనంగా, కనిపించే రంగులలో దాదాపు ఒకేలా కనిపించే రంగులను SWIR ఉపయోగించి సులభంగా వేరు చేయవచ్చు.

SWIR ఇమేజింగ్ ఎలక్ట్రానిక్ బోర్డ్ మరియు సోలార్ సెల్ తనిఖీ, ఉత్పత్తి తనిఖీ, గుర్తించడం మరియు క్రమబద్ధీకరించడం, నిఘా, నకిలీ నిరోధకం, ప్రాసెస్ నాణ్యత నియంత్రణ మరియు మరిన్ని వంటి బహుళ ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది.

3) మిడ్-వేవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ (MWIR)

MWIR వ్యవస్థలు 3 నుండి 5 మైక్రాన్ల పరిధిలో పనిచేస్తాయి. MWIR మరియు LWIR వ్యవస్థల మధ్య నిర్ణయం తీసుకునేటప్పుడు, అనేక అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. ముందుగా, తేమ మరియు పొగమంచు వంటి స్థానిక వాతావరణ భాగాలను పరిగణించాలి. MWIR వ్యవస్థలు LWIR సిస్టమ్‌ల కంటే తేమతో తక్కువగా ప్రభావితమవుతాయి, కాబట్టి అవి తీరప్రాంత నిఘా, నౌకల ట్రాఫిక్ నిఘా లేదా నౌకాశ్రయ రక్షణ వంటి అనువర్తనాలకు ఉత్తమమైనవి.

MWIR చాలా వాతావరణాలలో LWIR కంటే ఎక్కువ వాతావరణ ప్రసారాన్ని కలిగి ఉంది. అందువల్ల, ఆబ్జెక్ట్ నుండి 10 కి.మీ దూరాన్ని మించిన చాలా దీర్ఘ-శ్రేణి నిఘా అనువర్తనాలకు MWIR సాధారణంగా ప్రాధాన్యతనిస్తుంది.

అంతేకాకుండా, మీరు వాహనాలు, విమానాలు లేదా క్షిపణులు వంటి అధిక-ఉష్ణోగ్రత వస్తువులను గుర్తించాలనుకుంటే MWIR కూడా మంచి ఎంపిక. దిగువ చిత్రంలో LWIR కంటే MWIRలో వేడి ఎగ్జాస్ట్ ప్లూమ్‌లు గణనీయంగా ఎక్కువగా కనిపిస్తున్నాయని చూడవచ్చు.

4) లాంగ్-వేవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ (LWIR)

LWIR వ్యవస్థలు 8 నుండి 14 మైక్రాన్ల పరిధిలో పనిచేస్తాయి. గది ఉష్ణోగ్రత దగ్గర వస్తువులు ఉన్న అప్లికేషన్‌లకు ఇవి ప్రాధాన్యతనిస్తాయి. ఎల్‌డబ్ల్యుఐఆర్ కెమెరాలు సూర్యరశ్మి వల్ల తక్కువగా ప్రభావితమవుతాయి మరియు అందువల్ల బాహ్య ఆపరేషన్‌కు ఉత్తమం. అవి సాధారణంగా ఫోకల్ ప్లేన్ అర్రే మైక్రోబోలోమీటర్‌లను ఉపయోగించి చల్లబడని వ్యవస్థలు, అయినప్పటికీ చల్లబడిన LWIR కెమెరాలు కూడా ఉన్నాయి మరియు అవి మెర్క్యురీ కాడ్మియం టెల్లూరియం (MCT) డిటెక్టర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, మెజారిటీ MWIR కెమెరాలకు శీతలీకరణ అవసరం, ద్రవ నత్రజని లేదా స్టిర్లింగ్ సైకిల్ కూలర్‌ని ఉపయోగిస్తుంది.

LWIR వ్యవస్థలు భవనం మరియు మౌలిక సదుపాయాల తనిఖీ, లోపాలను గుర్తించడం, గ్యాస్ గుర్తింపు మరియు మరిన్ని వంటి అనేక రకాల అప్లికేషన్‌లను కనుగొంటాయి. కోవిడ్-19 మహమ్మారి సమయంలో LWIR కెమెరాలు ముఖ్యమైన పాత్రను పోషించాయి, ఎందుకంటే అవి శరీర ఉష్ణోగ్రతను త్వరగా మరియు ఖచ్చితమైనదిగా కొలవడానికి అనుమతిస్తాయి.

5) IR సబ్‌స్ట్రేట్‌ల ఎంపిక గైడ్

IR పదార్థాలు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రమ్‌లో బాగా పని చేయడానికి అనుమతించే విభిన్న లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. IR ఫ్యూజ్డ్ సిలికా, జెర్మేనియం, సిలికాన్, నీలమణి మరియు జింక్ సల్ఫైడ్/సెలెనైడ్, ప్రతి ఒక్కటి ఇన్‌ఫ్రారెడ్ అప్లికేషన్‌లకు బలాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

జింక్ సెలెనైడ్ (ZnSe)

జింక్ సెలీనైడ్ అనేది జింక్ మరియు సెలీనియంతో కూడిన లేత-పసుపు, ఘన సమ్మేళనం. ఇది జింక్ ఆవిరి మరియు H2 సే వాయువు యొక్క సంశ్లేషణ ద్వారా సృష్టించబడుతుంది, ఇది గ్రాఫైట్ ఉపరితలంపై షీట్లుగా ఏర్పడుతుంది. ఇది తక్కువ శోషణ రేటుకు ప్రసిద్ధి చెందింది మరియు ఇది CO2 లేజర్‌ల కోసం అద్భుతమైన ఉపయోగాలను అనుమతిస్తుంది.

ఆప్టిమమ్ ట్రాన్స్మిషన్ రేంజ్	ఆదర్శ అప్లికేషన్లు
0.6 - 16μm	CO2 లేజర్‌లు మరియు థర్మామెట్రీ మరియు స్పెక్ట్రోస్కోపీ, లెన్స్‌లు, కిటికీలు మరియు FLIR వ్యవస్థలు

జెర్మేనియం (Ge)

జెర్మేనియం తక్కువ ఆప్టికల్ డిస్పర్షన్‌తో 4.024 వక్రీభవన సూచికతో ముదురు బూడిద స్మోకీ రూపాన్ని కలిగి ఉంది. ఇది Knoop కాఠిన్యం (kg/mm2)తో గణనీయమైన సాంద్రతను కలిగి ఉంది: 780.00 ఇది కఠినమైన పరిస్థితులలో ఫీల్డ్ ఆప్టిక్స్ కోసం బాగా పని చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఆప్టిమమ్ ట్రాన్స్మిషన్ రేంజ్	ఆదర్శ అప్లికేషన్లు
2 - 16μm	LWIR - MWIR థర్మల్ ఇమేజింగ్ (AR పూతతో ఉన్నప్పుడు), కఠినమైన ఆప్టికల్ పరిస్థితులు

సిలికాన్ (S)

సిలికాన్ అధిక ఉష్ణ సామర్థ్యంతో నీలం-బూడిద రూపాన్ని కలిగి ఉంది, ఇది సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమకు లేజర్ అద్దాలు మరియు సిలికాన్ పొరలకు అనువైనదిగా చేస్తుంది. ఇది 3.42 వక్రీభవన సూచికను కలిగి ఉంది. ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో సిలికాన్ భాగాలు ఉపయోగించబడతాయి, ఎందుకంటే ఇతర కండక్టర్లతో పోలిస్తే దాని విద్యుత్ ప్రవాహాలు సిలికాన్ కండక్టర్ల ద్వారా చాలా వేగంగా వెళతాయి, ఇది Ge లేదా ZnSe కంటే తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది. చాలా అనువర్తనాలకు AR పూత సిఫార్సు చేయబడింది.

ఆప్టిమమ్ ట్రాన్స్మిషన్ రేంజ్	ఆదర్శ అప్లికేషన్లు
1.2 - 8μm	MWIR, NIR ఇమేజింగ్, IR స్పెక్ట్రోస్కోపీ, MWIR డిటెక్షన్ సిస్టమ్స్

జింక్ సల్ఫైడ్ (ZnS)

జింక్ సల్ఫైడ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ సెన్సార్‌లకు అద్భుతమైన ఎంపిక, ఇది IR మరియు కనిపించే స్పెక్ట్రంలో బాగా ప్రసారం చేస్తుంది. ఇది సాధారణంగా ఇతర IR పదార్థాల కంటే తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్న ఎంపిక.

ఆప్టిమమ్ ట్రాన్స్మిషన్ రేంజ్	ఆదర్శ అప్లికేషన్లు
0.6 - 18μm	LWIR - MWIR, కనిపించే మరియు మిడ్-వేవ్ లేదా లాంగ్-వేవ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ సెన్సార్లు

సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు యాంటీ-రిఫ్లెక్షన్ కోటింగ్ ఎంపిక మీ అప్లికేషన్‌లో ఏ తరంగదైర్ఘ్యానికి ప్రైమ్ ట్రాన్స్‌మిటెన్స్ అవసరమో దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, మీరు MWIR పరిధిలో IR కాంతిని ప్రసారం చేస్తుంటే, జెర్మేనియం మంచి ఎంపిక కావచ్చు. NIR అప్లికేషన్‌ల కోసం, నీలమణి అనువైనది కావచ్చు.

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టిక్స్ ఎంపికలో మీరు పరిగణించదలిచిన ఇతర స్పెసిఫికేషన్‌లలో థర్మల్ లక్షణాలు మరియు వక్రీభవన సూచిక ఉన్నాయి. ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణ లక్షణాలు అది వేడికి ఎలా స్పందిస్తుందో అంచనా వేస్తుంది. తరచుగా, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టికల్ మూలకాలు విస్తృతంగా మారుతున్న ఉష్ణోగ్రతలకు బహిర్గతమవుతాయి. కొన్ని IR అప్లికేషన్లు కూడా పెద్ద మొత్తంలో వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. మీ అప్లికేషన్‌కు IR సబ్‌స్ట్రేట్ అనుకూలంగా ఉందో లేదో తెలుసుకోవడానికి మీరు ఇండెక్స్ గ్రేడియంట్ మరియు కోఎఫీషియంట్ ఆఫ్ థర్మల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ (CTE)ని తనిఖీ చేయాలి. ఇచ్చిన సబ్‌స్ట్రేట్‌లో అధిక ఇండెక్స్ గ్రేడియంట్ ఉన్నట్లయితే, థర్మల్లీ అస్థిర సెట్టింగ్‌లో ఉపయోగించినప్పుడు అది సబ్‌ప్టిమల్ ఆప్టికల్ పనితీరును కలిగి ఉండవచ్చు. ఇది అధిక CTEని కలిగి ఉన్నట్లయితే, ఉష్ణోగ్రతలో పెద్ద మార్పు కారణంగా అది అధిక రేటుతో విస్తరించవచ్చు లేదా కుదించవచ్చు. ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టిక్స్‌లో ఎక్కువగా ఉపయోగించే పదార్థాలు వక్రీభవన సూచికలో విస్తృతంగా మారుతూ ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, జెర్మేనియం, MgF కోసం 1.413తో పోలిస్తే, 4.0003 వక్రీభవన సూచికను కలిగి ఉంది. ఈ విస్తృత శ్రేణి వక్రీభవన సూచికతో సబ్‌స్ట్రేట్‌ల లభ్యత సిస్టమ్ రూపకల్పనలో అదనపు సౌలభ్యాన్ని ఇస్తుంది. IR పదార్థం యొక్క వ్యాప్తి తరంగదైర్ఘ్యం మరియు క్రోమాటిక్ అబెర్రేషన్ లేదా తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క విభజనకు సంబంధించి తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క సూచికలో మార్పును కొలుస్తుంది. f మరియు c పంక్తుల వద్ద వక్రీభవన సూచిక మధ్య వ్యత్యాసంపై, d తరంగదైర్ఘ్యం మైనస్ 1 వద్ద వక్రీభవన సూచిక యొక్క నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడిన అబ్బే సంఖ్యతో విలోమంగా విక్షేపణం లెక్కించబడుతుంది. ఒక సబ్‌స్ట్రేట్ 55 కంటే ఎక్కువ అబ్బే సంఖ్యను కలిగి ఉంటే, అది తక్కువ వ్యాప్తి చెందుతుంది మరియు మేము దానిని క్రౌన్ మెటీరియల్ అని పిలుస్తాము. 55 కంటే తక్కువ అబ్బే సంఖ్యలతో ఎక్కువ చెదరగొట్టే ఉపరితలాలను ఫ్లింట్ మెటీరియల్స్ అంటారు.

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టిక్స్ అప్లికేషన్స్

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఆప్టిక్స్ 10.6 μm వద్ద పనిచేసే అధిక శక్తి CO2 లేజర్‌ల నుండి నైట్-విజన్ థర్మల్ ఇమేజింగ్ కెమెరాలు (MWIR మరియు LWIR బ్యాండ్‌లు) మరియు IR ఇమేజింగ్ వరకు అనేక రంగాలలో అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉన్నాయి. అవి స్పెక్ట్రోస్కోపీలో కూడా ముఖ్యమైనవి, ఎందుకంటే అనేక ట్రేస్ వాయువులను గుర్తించడంలో ఉపయోగించే పరివర్తనాలు మధ్య పరారుణ ప్రాంతంలో ఉంటాయి. మేము విస్తృత తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో బాగా పని చేసే లేజర్ లైన్ ఆప్టిక్స్ అలాగే ఇన్‌ఫ్రారెడ్ భాగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాము మరియు మా అనుభవజ్ఞులైన బృందం పూర్తి డిజైన్ మద్దతు మరియు సంప్రదింపులను అందించగలదు.

MWIR మరియు LWIR కెమెరాలలో అప్లికేషన్‌లను కనుగొనే సిలికాన్, జెర్మేనియం మరియు జింక్ సల్ఫైడ్ నుండి హై-ప్రెసిషన్ ఆప్టికల్ లెన్స్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి పారాలైట్ ఆప్టిక్స్ సింగిల్ పాయింట్ డైమండ్ టర్నింగ్ మరియు CNC పాలిషింగ్ వంటి అధునాతన ప్రాసెసింగ్ టెక్నిక్‌లను ఉపయోగిస్తోంది. మేము 0.5 అంచుల PV కంటే తక్కువ ఖచ్చితత్వాన్ని మరియు 10 nm కంటే తక్కువ పరిధిలో కరుకుదనాన్ని సాధించగలుగుతున్నాము.