IR optinis dizainas ir pritaikymas

Optiniai lęšiai veikia su šviesos bangomis tam tikro bangos ilgio diapazone. Objekto skleidžiamos šviesos bangos gali sudaryti aiškų vaizdą židinio plokštumoje šiame bangos ilgio diapazone su minimaliu energijos susilpnėjimu. Tačiau šviesos bangas, esančias už šio diapazono ribų, sunku ištaisyti dėl aberacijų, todėl bloga vaizdo kokybė, maža skiriamoji geba ir didelis energijos susilpnėjimas arba net visiškas optinės medžiagos blokavimas, todėl neįmanoma praeiti pro objektyvą. Infraraudonųjų spindulių lęšiai buvo optimizuoti, kad užtikrintų geriausią atsaką į skirtingus infraraudonųjų spindulių bangų ilgių diapazonus ir blokuotų nepageidaujamus bangos ilgius.

Šviesos sklidimo metu trumpesnio ilgio bangos, pvz., natūrali šviesa, gali būti užblokuotos rūko, lietaus vandens, dulkių ir pan., ir negali prasiskverbti, o ilgesnės bangos, tokios kaip infraraudonoji šviesa, gali lengvai prasiskverbti. Pravažiavus kliūtis, infraraudonųjų spindulių šviesa gali susidaryti aiškų vaizdą ant objektyvo dėl ED stiklo infraraudonųjų spindulių korekcijos ir IR dangos infraraudonųjų spindulių skaidrumo. Naudojant infraraudonųjų spindulių korekcijos objektyvą, naudojant ED stiklą, galima garantuoti beveik infraraudonųjų spindulių fokusavimą, užtikrinantį didelės raiškos vaizdą 24 valandas per parą, tiek dieną, tiek naktį.

Palyginti su matoma šviesa ir kitomis šiluminės spinduliuotės juostomis, SWIR objektyvo juosta turi bendrų vaizdo pranašumų. Jis daugiausia naudojamas elektroninių lentų tikrinimui, medžiagų / maisto rūšiavimui, saulės elementų tikrinimui, kokybės tikrinimui, kariniams tikslams ir pramoninių mašinų matymo kategorijoms. SWIR objektyvai taip pat naudojami tais atvejais, kai kiti detektoriai ar kameros nėra pakankamai lankstūs, kad sustabdytų ribotą detalių atpažinimą.

Vidutinės bangos infraraudonųjų spindulių objektyvas dažniausiai naudojamas kartu su vidutinės bangos šaltnešio detektoriumi, o diafragma dedama prieš objektyvą, todėl objektyvas yra gana didelis, o vadinamasis šaltos šviesos efektas (vaizduoklis, atspindys) taip pat atsižvelgti. Nors šaldomų lęšių ir detektorių tūris yra didelis, aptikimo atstumas gali siekti toli, pavyzdžiui, 150 mm ir 300 mm židinio nuotolis, kuris gali matyti atstumus nuo 10 km iki 30 km.

LWIR objektyvo dizainas yra komerciškai dominuojantis, tai yra, jie turi būti pigūs ir efektyvūs. Todėl asferinis naudojimas yra gana įprastas. Be to, tobulėjant komercinėms reikmėms, tokioms kaip transporto priemonių naktinis matymas, ginklų taikikliai, mobilieji telefonai ir kt., sulfidinis stiklas tapo mėgstamiausiu tokių pritaikymų. Dėl žemos temperatūros liejimo, jei sulfidinio stiklo lęšių yra daug, kaina gali būti labai maža.

1. Poreikių įvertinimas ir preliminarus tyrimas
- Apibrėžkite taikymą: paaiškinkite IR sistemos paskirtį ir norimus veikimo parametrus (pvz., terminio vaizdo, naktinio matymo ar mokslinio matavimo).
- Rinkos tyrimai: ištirkite esamus sprendimus, kad suprastumėte esamas galimybes ir apribojimus.
- Technologijų įvertinimas: įvertinkite turimas detektorių, lęšių ir medžiagų, tinkamų norimam bangų ilgių diapazonui, technologijas.

2. Koncepcinis dizainas
- Pasirinkite detektorių: pasirinkite IR detektoriaus technologiją, kuri atitinka veikimo reikalavimus ir bangos ilgio jautrumą.
- Optinė konfigūracija: nuspręskite dėl optinės sistemos tipo (lūžio, atspindinčios ar katadioptrinės), atsižvelgdami į taikymo poreikius.
- Pradinis optinis išdėstymas: nubraižykite preliminarų optinį kelią, įskaitant objektyvo elementus, filtrus ir diafragmos stabdžius.

3. Optinis projektavimas ir optimizavimas
- Modeliavimas: naudokite optinę projektavimo programinę įrangą, kad sukurtumėte išsamų sistemos modelį.
- Aberacijos korekcija: optimizuokite objektyvo dizainą, kad sumažintumėte optines aberacijas ir padidintumėte skiriamąją gebą bei vaizdo kokybę.
- Tolerancija: nustatykite gamybos leistinus nuokrypius, kad įsitikintumėte, jog dizainas yra tvirtas ir tinkamas gaminti.

4. Mechaninis ir konstrukcinis projektavimas
- Mechaninis integravimas: suprojektuokite mechaninę konstrukciją, kad būtų palaikoma ir apsaugota optiniai komponentai, išlaikant išlygiavimą.
- Šiluminė analizė: įsitikinkite, kad dizainas gali atlaikyti šiluminę aplinką ir sumažinti šiluminį poslinkį.
- Aplinkosaugos aspektai: dizainas, skirtas hidroizoliacijai, dulkėms ir kitiems aplinkos veiksniams.

5. Prototipo kūrimas
- Komponentų gamyba: gaminkite lęšius, filtrus ir mechanines dalis iki nurodytų leistinų nuokrypių.
- Surinkimas ir išlygiavimas: surinkite prototipą ir sulygiuokite optinius komponentus.
- Aušinimo sprendimai: jei reikia, integruokite aušinimo sistemas, kad išlaikytumėte detektoriaus veikimą.

6. Testavimas ir patvirtinimas
- Funkcinis testavimas: įvertinkite prototipo veikimą laboratorinėmis sąlygomis.
- Aplinkos streso testavimas: išbandykite sistemą esant ekstremalioms temperatūroms, drėgmei ir kitoms aplinkos sąlygoms.
- Testavimas vietoje: išbandykite sistemą pagal realius scenarijus, kad įsitikintumėte, jog ji atitinka našumo reikalavimus.

7. Pritaikymas ir kartojimas
- Atsiliepimų įtraukimas: įtraukite vartotojų atsiliepimus ir testavimo rezultatus, kad patobulintumėte dizainą.
- Dizaino koregavimai: atlikite visus būtinus optinio, mechaninio ir elektroninio dizaino koregavimus.
- Pakartotinis bandymas: iš naujo patikrinkite sistemą, kad įsitikintumėte, jog pakeitimai neturėjo neigiamos įtakos jos veikimui.

8. Gamyba ir kokybės kontrolė
- Didesnė gamyba: pasiruoškite masinei gamybai, užtikrindami, kad būtų taikomos kokybės kontrolės priemonės.
- Galutinė patikra: atlikite galutinį patikrinimą, kad įsitikintumėte, jog visi įrenginiai atitinka specifikacijas.

9. Diegimas ir palaikymas
- Montavimas: sistemas montuokite numatytose vietose.
- Vartotojų mokymas: mokykite naudotojus apie sistemos veikimą ir priežiūrą.
- Priežiūros planas: parengti nuolatinės paramos ir priežiūros planą.

10. Įvertinimas po įdiegimo
- Našumo stebėjimas: stebėkite sistemos veikimą laikui bėgant.
- Atsiliepimų rinkinys: surinkite vartotojų atsiliepimus, kad sužinotumėte apie būsimą dizainą.