ИК-атермализация: компромиссы между различными материалами

Краткое описание

Многие покупатели интерпретируют атермизацию просто как сохранение фокуса изображения в диапазоне от -40℃ до +60℃. Однако ИК-материалы, особенно германий, демонстрируют резкие изменения показателя преломления с температурой. Пассивная атермализация основана на объединении нескольких материалов для уравновешивания теплового дрейфа. Каждое решение имеет компромисс в размере, весе, стоимости и трансмиссии; универсального идеального дизайна не существует.

Оглавление

1. ИК -атермализация по своей сути более сложна, чем атермализация видимой оптики.

2. Пассивная атермализация обеспечивает тепловую компенсацию за счет подобранных комбинаций материалов.

3. Недорогие атермальные конструкции часто жертвуют качеством изображения при внеосевых и экстремальных температурах.

4. Пассивная и активная атермализация служат различным приоритетам применения.

1. ИК-атермализация по своей сути является более сложной задачей, чем атермализация видимой оптики.

Германий имеет высокий термооптический коэффициент. Небольшой температурный сдвиг заметно меняет показатель преломления и вызывает сильный дрейф фокуса. Неохлаждаемые линзы LWIR без атермальной конструкции будут постоянно дефокусироваться при колебаниях температуры окружающей среды, что не позволяет обеспечить непрерывный автоматический мониторинг.

2. Пассивная атермализация обеспечивает тепловую компенсацию за счет подобранной комбинации материалов.

Общая пассивная стратегия объединяет германий с халькогенидным стеклом, кремнием и другими материалами, термооптические коэффициенты которых компенсируют друг друга. Компромиссом являются дополнительные линзовые элементы, большая общая оптическая длина и более низкая устойчивость к царапинам для некоторых сортов халькогенидов, которые требуют надежной защиты корпуса.

3. Недорогие атермальные конструкции часто жертвуют качеством изображения при внеосевых и экстремальных температурах.

Не думайте, что атермальная конструкция гарантирует однородное качество изображения по всему полю зрения. Бюджетные атермические схемы зачастую стабилизируют фокус только в центре. Качество изображения резко ухудшается по краям при экстремально высоких или низких температурах. При сравнении вариантов проверяйте кривые MTF полного поля зрения в зависимости от температуры, а не только проверяйте стабильность центрального фокуса.

4. Пассивная и активная атермализация служат различным приоритетам применения.

Пассивные конструкции имеют простую механику, высокую надежность и подходят для компактных бортовых или беспилотных полевых устройств. Активная фокусировка двигателей поддерживает более широкий температурный диапазон с меньшими оптическими ограничениями, но при этом добавляет двигатели, схемы управления, энергопотребление и потенциальные точки отказа, увеличивая объем работ по техническому обслуживанию.

Заключение

Выбор атермализации по сути является компромиссом, основанным на сценарии. Выбирайте пассивную атермизацию, если вы цените компактность, надежность и низкие эксплуатационные расходы. Для сверхширокого температурного диапазона, большой диафрагмы и строгих требований к изображению с полным углом обзора оцените решения с активной фокусировкой. Мы можем сравнить обе архитектуры в соответствии с диапазоном рабочих температур, ограничениями по вибрации и размерными ограничениями.