Холодное отражение в охлаждаемых ИК-линзах: как оно ухудшает точность измерения температуры

Краткое описание

Когда дело доходит до холодного отражения, большинство покупателей замечают на экране только фиксированные темные пятна или призрачные изображения. Однако его вред выходит далеко за рамки видимых артефактов. Это приводит к ошибкам температурного смещения, зависящим от поля, и нарушает последовательность измерений. Многие проекты страдают от плохой повторяемости и дрейфа показаний просто потому, что пути холодного отражения не были оценены на этапе оптического проектирования.

Оглавление

1.Происхождение холодного отражения: отраженное холодное излучение из холодной полости Дьюара.

2.Слабое холодное отражение создает невидимый температурный дрейф, который труднее исправить, чем очевидные темные пятна.

3. Покрытие AR само по себе не может устранить холодное отражение; оптимизация оптической схемы обязательна

4. Зум-объективы гораздо сложнее оптимизировать для холодного отражения, чем объективы с одним углом обзора.

1. Происхождение холодного отражения: отраженное холодное излучение из холодной полости Дьюара.

Дьюар охлаждаемого детектора поддерживает низкотемпературную холодную полость. Холодное излучение, испускаемое этой холодной поверхностью, отражается назад и вперед между поверхностями линзы и возвращается в фокальную плоскость. Детектор интерпретирует этот дополнительный холодный сигнал как реальное излучение сцены, накладывая его на тепловое изображение и формируя фиксированный холодный ореол.

2. Слабое холодное отражение создает невидимый температурный дрейф, который труднее исправить, чем очевидные темные пятна.

Прозрачные темные пятна легко обнаружить и устранить неполадки. Однако легкое холодное отражение может не создавать отчетливых призраков; это только снижает уровень локального фонового сигнала. Коррекция неравномерности не может полностью отменить это смещение. Когда движущаяся цель проходит через эту область, показания температуры колеблются случайным образом, что может сделать системы высокоточного измерения температуры и обнаружения газа ненадежными.

3. Просветляющее покрытие само по себе не может устранить холодное отражение; оптимизация оптической схемы обязательна

Антибликовые покрытия уменьшают отражательную способность отдельных поверхностей, но не могут полностью устранить отражение. Инженеры-оптики выполняют анализ холодного отражения YNI, регулируя кривизну линзы, воздушный зазор и положение диафрагмы, чтобы блокировать основные пути отражения. Внутренняя обработка ствольного гашения работает вместе, чтобы подавить общий вклад холодного отражения.

4. Зум-объективы гораздо сложнее оптимизировать для холодного отражения, чем объективы с одним углом обзора.

Линзы с одним полем зрения имеют фиксированную оптическую схему, и их легче оптимизировать для холодного отражения. Объективы MWIR с непрерывным зумом или двойным углом обзора требуют проверки холодного отражения в каждом фокусном положении, что увеличивает рабочую нагрузку на итерации проектирования. Это одна из основных причин большого ценового разрыва между зум-объективами с ИК-подсветкой и схожими характеристиками.

Заключение

Холодное отражение представляет собой уникальный риск для охлаждаемых инфракрасных систем. Это необходимо заранее оценить при оптическом проектировании, а не исправлять позже с помощью программного обеспечения. Если ваше приложение требует стабильных показаний температуры и стабильного изображения в течение длительного времени, вы можете запросить у поставщиков отчеты о моделировании холодного отражения, чтобы оценить вклад шума от каждой оптической поверхности и уменьшить количество доработок во время ввода системы в эксплуатацию.