Kini Infurarẹẹdi Optics?

1) Ifihan si Infurarẹẹdi Optics

Awọn Optics infurarẹẹdi ni a lo lati gba, idojukọ tabi ina collimate ni iwọn gigun laarin 760 ati 14,000 nm. Ipin yii ti itankalẹ IR tun pin si awọn sakani iwoye oriṣiriṣi mẹrin:

Nitosi ibiti infurarẹẹdi (NIR)	700 - 900 nm
Iwọn infurarẹẹdi-Igbi Kukuru (SWIR)	900 - 2300 nm
Iwọn infurarẹẹdi aarin-igbi (MWIR)	3000 - 5000 nm
Iwọn infurarẹẹdi-gigun (LWIR)	8000 - 14000 nm

2) Infurarẹẹdi-Igbi Kukuru (SWIR)

Awọn ohun elo SWIR bo ibiti o wa lati 900 si 2300 nm. Ko dabi MWIR ati ina LWIR ti o jade lati inu ohun naa funrararẹ, SWIR dabi imọlẹ ti o han ni ori pe awọn photon ṣe afihan tabi fa nipasẹ ohun kan, nitorinaa pese iyatọ ti o yẹ fun aworan ti o ga. Awọn orisun ina adayeba gẹgẹbi ina ibaramu bẹrẹ ina ati didan lẹhin (aka nightglow) jẹ iru awọn olujade ti SWIR ati ṣafihan itanna to dara julọ fun aworan ita gbangba ni alẹ.

Nọmba awọn ohun elo ti o jẹ iṣoro tabi ko ṣee ṣe lati ṣe nipa lilo ina ti o han jẹ ṣiṣe ni lilo SWIR. Nigbati aworan ni SWIR, oru omi, ẹfin ina, kurukuru, ati awọn ohun elo kan gẹgẹbi ohun alumọni jẹ sihin. Ni afikun, awọn awọ ti o han fere aami ni han le jẹ iyatọ ni rọọrun nipa lilo SWIR.

Aworan SWIR ni a lo fun awọn idi pupọ gẹgẹbi igbimọ itanna ati ayewo sẹẹli oorun, gbejade ayewo, idamo ati yiyan, iwo-kakiri, anti-counterfeiting, iṣakoso didara ilana ati diẹ sii.

3) Infurarẹẹdi aarin-igbi (MWIR)

Awọn ọna ṣiṣe MWIR ṣiṣẹ ni iwọn 3 si 5 micron. Nigbati o ba pinnu laarin awọn eto MWIR ati LWIR, ọkan ni lati ṣe akiyesi ọpọlọpọ awọn ifosiwewe. Ni akọkọ, awọn agbegbe agbegbe bii ọriniinitutu ati kurukuru ni lati gbero. Awọn ọna MWIR ko ni ipa nipasẹ ọriniinitutu ju awọn eto LWIR lọ, nitorinaa wọn ga julọ fun awọn ohun elo bii iwo-kakiri eti okun, iwo-kakiri ọkọ oju-omi tabi aabo abo.

MWIR ni gbigbe oju-aye ti o tobi ju LWIR lọ ni ọpọlọpọ awọn oju-ọjọ. Nitorinaa, MWIR jẹ ayanfẹ ni gbogbogbo fun awọn ohun elo iwo-gigun gigun pupọ ju ijinna 10 km lọ si nkan naa.

Pẹlupẹlu, MWIR tun jẹ aṣayan ti o dara julọ ti o ba fẹ ṣe awari awọn ohun ti o ni iwọn otutu bii awọn ọkọ, ọkọ ofurufu tabi awọn misaili. Ni awọn aworan ni isalẹ ọkan le ri pe awọn gbona eefi plumes wa ni significantly diẹ han ni MWIR ju ni LWIR.

4) Infurarẹẹdi Gigun-igbi (LWIR)

Awọn ọna LWIR ṣiṣẹ ni iwọn 8 si 14 micron. Wọn fẹ fun awọn ohun elo pẹlu awọn nkan iwọn otutu yara nitosi. Awọn kamẹra LWIR ko ni ipa nipasẹ oorun ati nitorinaa dara julọ fun iṣẹ ita gbangba. Wọn jẹ awọn ọna ṣiṣe aiyẹ ni igbagbogbo ni lilo awọn microbolometers Focal Plane Array, botilẹjẹpe awọn kamẹra LWIR ti o tutu tun wa daradara ati pe wọn lo awọn aṣawari Mercury Cadmium Tellurium (MCT). Ni ifiwera, pupọ julọ awọn kamẹra MWIR nilo itutu agbaiye, ni lilo boya nitrogen olomi tabi olutọju ọmọ Stirling kan.

Awọn ọna LWIR wa nọmba awọn ohun elo lọpọlọpọ gẹgẹbi ayewo ti ile ati awọn amayederun, wiwa abawọn, wiwa gaasi ati diẹ sii. Awọn kamẹra LWIR ti ṣe ipa pataki lakoko ajakaye-arun COVID-19 bi wọn ṣe gba iwọn iyara ati deede iwọn otutu ara.

5) Itọsọna Aṣayan IR Substrates

Awọn ohun elo IR ni awọn ohun-ini ọtọtọ ti o gba wọn laaye lati ṣe daradara ni irisi infurarẹẹdi. IR Fused Silica, Germanium, Silicon, Sapphire, ati Zinc Sulfide/Selenide, ọkọọkan ni awọn agbara fun awọn ohun elo infurarẹẹdi.

Zinc Selenide (ZnSe)

Zinc selenide jẹ ina-ofeefee, agbo-ara ti o lagbara ti o ni zinc ati selenium. O ti ṣẹda nipasẹ iṣelọpọ ti Zinc vapor ati H2 Se gaasi, ti o dagba bi awọn iwe lori sobusitireti lẹẹdi. O jẹ mimọ fun oṣuwọn gbigba kekere ati eyiti ngbanilaaye fun awọn lilo ti o dara julọ fun awọn lasers CO2.

Iwọn Gbigbe to dara julọ	Awọn ohun elo to dara julọ
0.6 - 16 μm	Awọn lasers CO2 ati thermometry ati spectroscopy, awọn lẹnsi, awọn ferese, ati awọn eto FLIR

Germanium (Ge)

Germanium ni irisi ẹfin grẹy dudu pẹlu atọka itọka ti 4.024 pẹlu pipinka opiti kekere. O ni iwuwo akude pẹlu Hardness Knoop kan (kg/mm2): 780.00 ti o fun laaye laaye lati ṣe daradara fun awọn opitika aaye ni awọn ipo gaungaun.

Iwọn Gbigbe to dara julọ	Awọn ohun elo to dara julọ
2 - 16 μm	LWIR - Aworan ti o gbona MWIR (nigbati AR ba bo), awọn ipo opiti gaungaun

Silikoni (S)

Ohun alumọni ni irisi buluu-grẹy pẹlu agbara igbona giga ti o jẹ ki o jẹ apẹrẹ fun awọn digi laser ati awọn wafers ohun alumọni fun ile-iṣẹ semikondokito. O ni atọka itọka ti 3.42. Awọn paati ohun alumọni ni a lo ninu awọn ẹrọ itanna nitori awọn ṣiṣan itanna rẹ le kọja nipasẹ awọn olutọpa ohun alumọni ni iyara pupọ ni akawe si awọn oludari miiran, o kere si ipon ju Ge tabi ZnSe. A ṣe iṣeduro ibora AR fun ọpọlọpọ awọn ohun elo.

Iwọn Gbigbe to dara julọ	Awọn ohun elo to dara julọ
1.2 - 8mm	MWIR, aworan NIR, IR spectroscopy, MWIR awọn ọna ṣiṣe wiwa

Sulfide Zinc (ZnS)

Sulfide Zinc jẹ yiyan ti o dara julọ fun awọn sensọ infurarẹẹdi ti o tan kaakiri daradara ni IR ati iwoye ti o han. O jẹ igbagbogbo yiyan idiyele idiyele lori awọn ohun elo IR miiran.

Iwọn Gbigbe to dara julọ	Awọn ohun elo to dara julọ
0.6 - 18μm	LWIR - MWIR, han ati aarin-igbi tabi gun-igbi infurarẹẹdi sensosi

Yiyan rẹ ti sobusitireti ati ibora atako yoo dale lori iru iwọn gigun ti o nilo gbigbe akọkọ ninu ohun elo rẹ. Fun apẹẹrẹ, ti o ba n tan ina IR ni sakani MWIR, germanium le jẹ yiyan ti o dara. Fun awọn ohun elo NIR, safire le jẹ apẹrẹ.

Awọn pato miiran ti o le fẹ lati ronu ninu yiyan ti awọn opiti infurarẹẹdi pẹlu awọn ohun-ini gbona ati atọka ti ifasilẹ. Awọn ohun-ini gbona ti sobusitireti ṣe iwọn bi o ṣe n ṣe si ooru. Nigbagbogbo, awọn eroja opiti infurarẹẹdi yoo farahan si awọn iwọn otutu ti o yatọ pupọ. Diẹ ninu awọn ohun elo IR tun gbejade iwọn ooru nla kan. Lati pinnu boya sobusitireti IR kan dara fun ohun elo rẹ iwọ yoo fẹ lati ṣayẹwo itọka itọka ati alasọdipúpọ ti imugboroosi gbona (CTE). Ti sobusitireti ti a fun ba ni itọka itọka giga, o le ni iṣẹ opitika suboptimal nigba lilo ninu eto iyipada gbona. Ti o ba ni CTE giga, o le faagun tabi ṣe adehun ni iwọn giga ti a fun ni iyipada nla ni iwọn otutu. Awọn ohun elo nigbagbogbo ti a lo ninu awọn opiti infurarẹẹdi yatọ lọpọlọpọ ni itọka isọdọtun. Germanium, fun apẹẹrẹ, ni itọka isọdọtun ti 4.0003, ni akawe pẹlu 1.413 fun MgF. Wiwa ti awọn sobusitireti pẹlu iwọn titobi pupọ ti atọka isọdọtun n fun ni irọrun ni afikun ni apẹrẹ eto. Pipin ti ohun elo IR kan ṣe iwọn iyipada ninu atọka ti gigun gigun pẹlu ọwọ si igbi gigun bi daradara bi aberration chromatic, tabi iyapa ti gigun. Pipin ti wa ni iwọn, ni idakeji, pẹlu nọmba Abbe, eyiti o jẹ asọye bi ipin ti atọka itọka ni d iyokuro wefulenti 1, lori iyatọ laarin atọka ifasilẹ ni awọn laini f ati c. Ti sobusitireti kan ba ni nọmba Abbe ti o tobi ju 55, ko ni kaakiri ati pe a pe ohun elo ade. Awọn sobusitireti ti o tuka diẹ sii pẹlu awọn nọmba Abbe ti o kere ju 55 ni a pe ni awọn ohun elo flint.

Awọn ohun elo Optics infurarẹẹdi

Awọn opiti infurarẹẹdi ni awọn ohun elo ni ọpọlọpọ awọn aaye, lati awọn lasers CO2 ti o ga, eyiti o ṣiṣẹ ni 10.6 μm, si awọn kamẹra iwo oorun-iran (MWIR ati awọn ẹgbẹ LWIR) ati aworan IR. Wọn tun ṣe pataki ni spectroscopy, bi awọn iyipada ti a lo ninu idamo ọpọlọpọ awọn gaasi itọpa wa ni agbegbe infurarẹẹdi aarin. A ṣe agbejade awọn opiti laini laser bi daradara bi awọn paati infurarẹẹdi eyiti o ṣe daradara lori iwọn gigun gigun, ati ẹgbẹ ti o ni iriri le pese atilẹyin apẹrẹ ni kikun ati ijumọsọrọ.

Paralight Optics ti wa ni lilo awọn ọna ẹrọ ilọsiwaju ti o ni ilọsiwaju gẹgẹbi Single Point Diamond Titan ati CNC polishing lati ṣe awọn lẹnsi opiti ti o ga julọ lati Silicon, Germanium ati Zinc Sulfide ti o wa awọn ohun elo ni awọn kamẹra MWIR ati LWIR. A ni anfani lati ṣaṣeyọri awọn iṣedede ti o kere ju 0.5 fringes PV ati aibikita ni iwọn ti o kere ju 10 nm.