1. Инфракызыл оптика деген эмне?

Инфракызыл оптика спектрлери

Инфракызыл оптика жакын инфракызыл (NIR), кыска толкундуу инфракызыл (SWIR), орто толкундуу инфракызыл (MWIR) же узун толкундуу инфракызыл (LWIR) спектрлеринде жарыкты чогултуу, фокустоо же коллимациялоо үчүн колдонулат. Инфракызыл спектр 700 – 16000нм толкун узундугуна туура келет жана ар бир тиешелүү спектр төмөнкүчө таралган:

  • NIR 700 – 900нм
  • SWIR 900 – 2300нм
  • MWIR 3000 – 5000нм
  • LWIR 8000 – 14000нм

2. Кыска толкундуу инфракызыл (SWIR)

SWIR линза инфракызыл оптика Infrared линза IR оптика IR линза
SWIR линзасы

SWIR системасы 0.9μm-3μm спектр диапазонун камтыйт. Оптикалык материал көзгө көрүнгөн жана инфракызыл жарыкты өткөрүшү керек жана күн, ай, жылдыздар ж.б.

Ал сорттоо үчүн спектроскопия, нымдуулукту аныктоо, термикалык сүрөттөө (айнек жана пластик объектилер үчүн колдонулат) жана сүрөттөө - түнкү көрүнүш жана сүрөттөө лазерлери сыяктуу көптөгөн колдонмолордо колдонулат.

3. Орто толкундуу инфракызыл (MWIR)

MWIR линза инфракызыл оптика инфракызыл линза IR оптика IR линза
MWIR линзасы

MWIR системасы 3-5μm спектр диапазонун камтыйт жана адатта а муздатылган система. Ошентип, нымдуулукка салыштырмалуу азыраак таасир этет LWIR системасы көпчүлүк максаттуу диапазондор үчүн ылайыктуу жээкти көзөмөлдөө, кеме кыймылы сыяктуу колдонмолор байкоо, же порт коргоо.

Негизги максаттан бери басым жасоонун ордуна жогорку сапаттагы сүрөттөрдү алуу болуп саналат температураны өлчөө жана мобилдүүлүк.

Төмөнкү сүрөттөр MWIR сүрөтү LWIR сүрөтүнө салыштырмалуу курч жана жогорку термикалык контрастка ээ экенин көрсөтүп турат.

Инфракызыл оптика MWIR диаграммасы деген эмне
MWIR сүрөтү
Инфракызыл оптика LWIR диаграммасы деген эмне
LWIR сүрөтү

4. Узун толкундуу инфракызыл (LWIR)

LWIR линза инфракызыл оптика Infrared линза IR оптика IR линза
LWIR линзасы
COVID-19 диаграммасы
Жылуулук сүрөттөө COVID-19

LWIR системасы 7-14 чейин иштейтμм спектр диапазону. Бирок, көпчүлүк LWIR камера натыйжалуу 8-12μm чейин камтыйт.

LWIR системасы көбүнчө "жылуу сүрөттөө" деп аталат, анткени ал объекттен чыккан жылуулук белгилерин аныктайт жана сүрөттү түзүү үчүн жарыктандырууну талап кылбайт.

LWIR линзаларынын ассортименти дагы COVID-19 пандемиясында маанилүү ролду ойнойт, көбүрөөк билүү бул жерде.

LWIR системасынын термикалык сүрөттөө мүмкүнчүлүктөрү аны аскердик, коопсуздук, байкоо, илимий жана өнөр жай колдонмолору үчүн жагымдуу негизги компоненттерге айлантты.

Infrared оптика деген эмне? Термикалык сүрөттөө
Термикалык сүрөттөө 1
Infrared оптика деген эмне? Термикалык сүрөттөө 2
Термикалык сүрөттөө 2
Infrared оптика деген эмне? Термикалык сүрөттөө 3
Термикалык сүрөттөө 3

5. Функционалдык категориялар

Негизинен, инфракызыл оптика толкун узундугу спектри боюнча SWIR, MWIR жана LWIR болуп бөлүнөт. Бирок, ал ошондой эле анын иш-милдеттерине ылайык иштелип чыккан кантип суб-категорияга бөлүнөт, мисалы:

  • Атермикалык линза
    Оптикалык система, эгерде анын иштөөнүн критикалык параметрлери, мисалы, модуляцияны өткөрүп берүү функциясы, арткы фокустун аралыгы жана эффективдүү фокус аралыгы ж.
  • Чоңойтуу объективи
    Тар жана кең FOV тынымсыз камтыган оптикалык система.
  • Кош FOV линзасы
    Кеңинен тар FOVга өзгөчө өтүү мүмкүнчүлүгүн камсыз кылган оптикалык система.
  • Кош тилкелүү линза
    MWIR жана LWIR спектринин диапазонун да камтыган оптикалык система.

6. Инфракызыл оптиканын спецификациялары

Part саныТолкун узундугу (мкм)Фокус аралыгы (мм)Фокустун түрүF#BWD (мм)тоосундадетектору
Infra-SW122.5-151.5 - 5.012колдонмо2.533.1Bayonet640 x 512, 15µm
Infra-SW252.5-151.5 - 5.025колдонмо2.533.1Bayonet640 x 512, 15µm
Infra-SW253.0-171.5 - 5.025колдонмо3.033.1Bayonet1024 x 768, 17µm
Infra-SW502.5-151.5 - 5.050колдонмо2.533.1Bayonet640 x 512, 15µm
Infra-SW502.3-171.5 - 5.050колдонмо2.339.4Bayonet1024 x 768, 17µm
Infra-SW1002.3-171.5 - 5.0100колдонмо2.333.1Bayonet1024 x 768, 17µm
Infra-SW1002.5-151.5 - 5.0100колдонмо2.533.1Bayonet640 x 512, 15µm
Infra-SW2002.5-151.5 - 5.0200колдонмо2.533.1Bayonet640 x 512, 15µm
Infra-SW252.5-300.9 - 2.525колдонмо2.513.5C-монтаждоо320 x 256, 30µm
Infra-SW352.0-300.9 - 2.535колдонмо2.013.4C-монтаждоо320 x 256, 30µm
Infra-SW502.0-300.9 - 2.550колдонмо2.013.5C-монтаждоо320 x 256, 30µm
Infra-SW752.0-300.9 - 2.575колдонмо2.013.5C-монтаждоо320 x 256, 30µm
Infra-SW1002.0-300.9 - 2.5100колдонмо2.013.5C-монтаждоо320 x 256, 30µm
Infra-SW2002.0-300.9 - 2.5200колдонмо2.013.5C-монтаждоо320 x 256, 30µm

Сизге жакшыраак визуализация берүү үчүн, биз SWIR линза таблицасын жана анын спецификацияларын жогорудагыдай киргиздик. Бул жерде көбүнчө өнөр жайда колдонулган кээ бир инфракызыл оптика мүнөздөмөлөрү:

  • Фокустук аралык
  • F#
  • Спектр диапазону
  • FOV (HFOV / VFOV)
  • BWD
  • Детектордун өлчөмү – резолюцияны караңыз
  • Атермикалык (иш температурасы)
  • Муздатылган же муздабаган, эгер муздаса, сураңыз 
    • Суук калкан абалы
    • Суук калкан бийиктиги
  • Линзанын иштешинин көрсөткүчү
    • MTF
    • Distortion
    • Салыштырмалуу Иллюминация
  • Фокустун түрү
  • тоосунда
  • мөөр басып бекитүү

Кайсы линзаны жупташтырууну тандоодон мурун инфракызыл детектордун же сенсордун мүнөздөмөлөрүн түшүнүшүңүз керек экенин унутпаңыз.

7. Инфракызыл детектор же сенсор деген эмне?

Инфракызыл детектор/сенсор – инфракызыл диапазондогу нурлануучу энергияны өлчөнгөн түргө айландыруучу нурлануучу энергиянын өзгөрткүчү.

Белгиленген инфракызыл спектрге туура келген жооп ийри сызыктары бар көптөгөн детектордук материалдар бар.

Келгиле, анын резолюциясын жана пикселдин өлчөмүн карап көрөлү, сиз менен тааныш болушуңуз мүмкүн:

  •     VGA (Video Graphics Array) – 640 x 480
  •     QVGA (Cheyrek Video Graphics Array) – 320 x 240
  •     XGA (Extended Graphics Array) – 1024 x 768
  •     HD (жогорку дааналык) – 1280 x 1024
  •     Тренд 30um дан 12um пикселдик өлчөмүнө чейин кичирейүүдө

Инфракызыл детекторлор толкун узундугуна көз каранды болбогон термикалык типтерге жана толкун узундугуна көз каранды кванттык типтерге бөлүнөт.

7.1 Термикалык / Кванттык эмес түрү

Термикалык/кванттык эмес түрү - бул детектор/сенсор, ал таасир этүүчү радиацияга жараша температураны өзгөртөт.

Температуранын өзгөрүшү термопилде чыңалуунун өзгөрүшүн жана болометрде каршылыктын өзгөрүшүн жаратат, андан кийин аны өлчөөгө жана түшкөн нурлануунун көлөмүнө байланыштырууга болот.

Буга термопар, термопил, болометр жана пироэлектрдик детекторлор кирет. Жылуулук детекторлорунун эң жагымдуу мүнөздөмөлөрүнүн бири – бардык толкун узундуктарына бирдей жооп берүү.

Бул кеңири температура диапазонунда иштеши керек болгон системанын туруктуулугуна өбөлгө түзөт. Дагы бир маанилүү жагдай - жылуулук детекторлор муздатуу талап кылбайт. 

Эң кеңири таралган жылуулук/кванттык эмес типтеги детектор VOX микроболометри.

7.2 Кванттык түрү

Кванттык тип - бул ички фотоэлектрдик эффекттин негизинде иштеген жана таасир этүүчү фотондор менен түздөн-түз өз ара аракеттенүүчү детектор/сенсор.

Бул материалдар инфракызыл нурланууга жооп берип, материалдын электрондорун жогорку энергетикалык абалга көтөрүүчү фотондорду сиңирип, өткөргүчтүктү, чыңалууну же токтун өзгөрүшүнө алып келет.

Инфракызыл аныктоонун эффективдүүлүгүн/сезгичтигин жогорулатуу үчүн криогендик температурага чейин муздатуу зарыл. Муздатуу ыкмаларына Стирлинг циклинин кыймылдаткычтары, суюк азот жана термоэлектрдик муздатуу кирет.

Муздатылган тепловизор камералары сахнанын температурасынын кичине айырмачылыктарына эң сезгич болуп саналат. 

Кванттык детекторлордун материалдарына – InSb, InGaAs, PbS, PbSe, HgCdTe (MCT) кирет.

8. жыйынтыктоо

Кыскача айтканда, инфракызыл оптика колдонмолору 700 – 16000нм толкун узундуктагы NIRден LWIRге чейинки спектрлерде колдонулат. Инфракызыл оптика ошондой эле атермикалык линзалар, масштабдуу линзалар, кош FOV линзалар же эки тилкелүү линзалар сыяктуу функцияларга бөлүнөт. 

Эми сиз инфракызыл оптиканын негиздерин жана анын детекторунун түрлөрүн билесиз, эмне үчүн биздин толук диапазондогу инфракызыл оптиканы текшерип көрбөйсүзбү?

Биз 2023-жылга веб-сайтыбыздын дизайнын жаңыртып жатабыз!
Мазмуну көрүнбөй жатса, кэшти тазалоо үчүн Shift + Refresh (F5) баскычтарын кармап туруңуз
Бул веб-сайтты Chrome/Firefox/Safari менен эң жакшы көрүүгө болот.