又到周末了,今天用一份簡(jiǎn)易清單幫我們了解紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則。希望能夠幫助到各位朋友!
1,在設(shè)計(jì)紅外光學(xué)系統(tǒng)時(shí),紅外輻射能量是設(shè)計(jì)者比較關(guān)心,也是整個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵的因素。
2,目前對(duì)于減小紅外光能損失的思路主要有兩個(gè)方面。
首先,紅外成像系統(tǒng)利用感光面陣接收外界的紅外輻射能量,再通過(guò)讀出電路將電路中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),在信號(hào)轉(zhuǎn)化過(guò)程中會(huì)有大量能量損失,因此我們需要盡量的簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)提高能量的轉(zhuǎn)化率。
其次,紅外光線在通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭時(shí),紅外輻射能量會(huì)被晶體材料吸收導(dǎo)致整體紅外光透過(guò)率低。目前有效的解決辦法是在鏡面表面鍍一些增透膜,以此來(lái)提高紅外光的透過(guò)率。
3,為了盡可能的接收到來(lái)自目標(biāo)物的紅外輻射,需要在鏡片尺寸以及加工精度的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大光學(xué)系統(tǒng)的接收口徑和紅外探測(cè)器感光面的尺寸,以此來(lái)提高系統(tǒng)的靈敏度。
4,在設(shè)計(jì)中我們需要著重考慮系統(tǒng)各個(gè)部分之間的匹配問(wèn)題,其中主要是光學(xué)系統(tǒng)與探測(cè)器之間的匹配以及探測(cè)器與讀出電路之間的匹配問(wèn)題。光學(xué)系統(tǒng)與探測(cè)器之間要考慮系統(tǒng)空間分辨率、孔徑大小等條件,其中制冷型的探測(cè)器還需要分析冷光闌的設(shè)計(jì)位置,以此達(dá)到冷光闌100%的效率。另外制冷型的探測(cè)器需要使用制冷機(jī)進(jìn)行降溫于此同時(shí)會(huì)引入大量的外界噪聲,因此紅外光學(xué)系統(tǒng)需要盡可能的提高抑制噪聲的能力,提高系統(tǒng)的信噪比。
5,在設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)構(gòu)造時(shí)應(yīng)該充分合理的利用整個(gè)感光面的面積,盡量使光斑在感光面上均勻成像,從各個(gè)方面提高系統(tǒng)的利用率。
6,紅外光學(xué)成像中熱差是影響系統(tǒng)成像的一個(gè)關(guān)鍵因素,在設(shè)計(jì)中必須重點(diǎn)考慮。其中當(dāng)探測(cè)器工作溫度發(fā)生變化時(shí),透射式結(jié)構(gòu)中的鏡面的晶體材料折射率以及形狀會(huì)發(fā)生顯著變化,導(dǎo)致系統(tǒng)的較好成像像面發(fā)生嚴(yán)重漂移。因此須要消除熱差對(duì)系統(tǒng)成像的影響,保證系統(tǒng)在指定溫度范圍內(nèi)正常工作運(yùn)行。
設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)需要優(yōu)秀的輔助工具。在眾多的光學(xué)軟件中,Zemax是一套很受關(guān)注的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件。它集成了光學(xué)系統(tǒng)的概念、設(shè)計(jì)、優(yōu)化、分析、公差分析和文件整理功能。Zemax在前不久正式發(fā)布了21.3的新版本!新版支持為下一代光學(xué)系統(tǒng)的微型化所需的復(fù)雜幾何形狀建模。