لنز مادون قرمز سیلیکونی (Si) با پوشش ضد انعکاس IR
نمودار تفصیلی
مقدمه لنز سی
لنزهای مادون قرمز سیلیکونی (Si) با پوشش ضد انعکاس IRقطعات نوری دقیقی هستند که برای سیستمهای نوری مادون قرمز که نیاز به راندمان انتقال بالا، پایداری حرارتی و قابلیت اطمینان مکانیکی دارند، توسعه یافتهاند. این لنزها با استفاده از سیلیکون تک کریستالی درجه نوری و فناوری پوشش مادون قرمز پیشرفته، برای به حداقل رساندن تلفات نوری و افزایش عملکرد در سطح سیستم در کاربردهای مادون قرمز دشوار بهینه شدهاند.
سیلیکون به دلیل ویژگیهای انتقال مادون قرمز پایدار و خواص فیزیکی عالی، به مادهای پرکاربرد برای طراحیهای نوری مادون قرمز میانی تبدیل شده است. لنزهای سیلیکونی هنگامی که با یک پوشش IR AR با دقت مهندسی شده ترکیب میشوند، یک راهحل مقرون به صرفه و با کارایی بالا برای سیستمهای تصویربرداری و حسگر مادون قرمز مدرن ارائه میدهند.
ویژگیهای مواد و مزایای عملکرد لنز Si
سیلیکون انتقال مادون قرمز ثابتی را در داخل نشان میدهد۱.۲ تا ۸ میکرومترمحدوده طول موج و به ویژه برای آن مناسب است۳–۵ میکرومتر (MWIR)کاربردها. خواص فیزیکی ذاتی آن به لنزهای سیلیکونی اجازه میدهد تا حتی در شرایط عملیاتی چالشبرانگیز، پایداری نوری و مکانیکی خود را حفظ کنند.
مزایای کلیدی مواد عبارتند از:
-
رسانایی حرارتی بالا برای اتلاف حرارت کارآمد
-
استحکام مکانیکی بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی
-
جرم کمتر در مقایسه با ژرمانیوم، امکان طراحی سیستم فشرده را فراهم میکند
-
پایداری محیطی و شیمیایی خوب
-
سازگاری با فرآیندهای ساخت اپتیکی دقیق
این ویژگیها، لنزهای سیلیکونی را به انتخابی عالی برای سیستمهای مادون قرمز تبدیل میکند که باید در مدت زمان طولانی یا در محیطهای با دمای متغیر، به طور قابل اعتمادی کار کنند.
طراحی لنز Si با پوشش ضد انعکاس مادون قرمز
از آنجا که سیلیکون ضریب شکست بالایی دارد، سطوح بدون پوشش میتوانند تلفات بازتاب قابل توجهی ایجاد کنند. برای رفع این مشکل،پوششهای ضد انعکاس مادون قرمزبرای بهبود راندمان نوری، روی سطوح لنز اعمال میشوند.
پوشش IR AR به گونهای طراحی شده است که:
-
کاهش بازتابهای فرنل در فصل مشترک سیلیکون-هوا
-
افزایش انتقال مؤثر در سراسر باند مادون قرمز هدف
-
بهبود وضوح تصویر، کنتراست و حساسیت تشخیص
-
جلوگیری از بازتابهای پراکنده در مجموعههای نوری
طرحهای پوشش را میتوان برای محدودههای طول موج خاص مانند موارد زیر بهینه کرد:۳–۵ میکرومتر (MWIR) or ۸–۱۲ میکرومتر (LWIR)و همچنین برای باندهای مادون قرمز سفارشی که توسط الزامات سیستم تعریف میشوند.
طراحی و ساخت اپتیکی لنز Si انعطافپذیر
لنزهای مادون قرمز سیلیکونی با پوشش IR AR در طیف گستردهای از پیکربندیهای نوری برای پشتیبانی از طرحهای متنوع سیستم موجود هستند:
-
عدسیهای محدب مسطح، مقعر مسطح، دو محدب و دو مقعر
-
هندسههای کروی و غیرکروی سفارشی
-
پوشش ضد انعکاس IR یک طرفه یا دو طرفه
-
پولیش دقیق برای کنترل شکل و زبری سطح
فرآیندهای تولید به دقت کنترل میشوند تا از ثبات در فاصله کانونی، دقت سطح و عملکرد پوشش اطمینان حاصل شود. طرحهای سفارشی برای قطر، ضخامت، انحنا، تلرانس و مشخصات پوشش پشتیبانی میشوند.
زمینههای کاربرد
لنزهای سیلیکونی با پوشش ضد انعکاس IR معمولاً در موارد زیر استفاده میشوند:
-
سیستمهای تصویربرداری حرارتی و دید مادون قرمز
-
دستگاههای تشخیص و اندازهگیری دما با مادون قرمز
-
تجهیزات نظارت و بازرسی صنعتی
-
طیفسنجی مادون قرمز و ابزار دقیق آزمایشگاهی
-
سیستمهای انتقال نوری و تابش لیزر مادون قرمز
عملکرد متعادل و دوام آنها، آنها را برای کاربردهای مادون قرمز تجاری و صنعتی مناسب میکند.
مشخصات فنی – لنز سیلیکونی (Si) با پوشش ضد انعکاس مادون قرمز
| پارامتر | مشخصات |
|---|---|
| مواد | سیلیکون تک کریستالی (Si) با درجه نوری |
| محدوده انتقال | ۱.۲ تا ۸ میکرومتر |
| باند کاربردی معمول | ۳ تا ۵ میکرومتر (MWIR) |
| نوار پوشش اختیاری | ۸ تا ۱۲ میکرومتر (LWIR)، باندهای سفارشی IR |
| ضریب شکست | ~۳.۴۲ در ۳.۹ میکرومتر |
| نوع لنز | محدب مسطح / دو محدب مسطح / مقعر مسطح / دو مقعر مسطح |
| شکل سطح | ≤ λ/10 @ 3.39 میکرومتر (سفارشی موجود است) |
| کیفیت سطح | ۶۰/۴۰ یا ۴۰/۲۰ (خراشیدن/کندن) |
| تحمل قطر | ±0.02 میلیمتر (سفارشی موجود است) |
| تحمل ضخامت مرکز | ±0.02 میلیمتر |
| دیافراگم شفاف | ≥ ۹۰٪ قطر |
| زبری سطح | ≤ 5 نانومتر RMS |
| نوع پوشش AR | ضد انعکاس مادون قرمز (پوشش IR AR) |
| طراحی پوشش | تک باند یا چند باند IR AR |
| بازتاب متوسط (Ravg) | ≤ ۱.۰٪ در هر سطح (طول موج طراحی) |
| پوشش کنارهها | یک طرفه یا دو طرفه |
| دمای عملیاتی | -40 درجه سانتیگراد تا +200 درجه سانتیگراد |
| رسانایی حرارتی | حدود ۱۵۰ وات بر متر مکعب در کلوین |
| تراکم | تقریباً ۲.۳۳ گرم بر سانتیمتر مکعب |
| پایداری محیطی | درجه صنعتی |
| سفارشیسازی | اندازه، فاصله کانونی، تلرانسها، پوشش موجود |
سوالات متداول – لنز سیلیکونی (Si) با پوشش ضد انعکاس مادون قرمز
۱. سیلیکون برای چه محدوده طول موجی در کاربردهای مادون قرمز مناسب است؟
لنزهای سیلیکونی انتقال مادون قرمز خوبی دارند۱.۲ تا ۸ میکرومترمحدوده طول موج و بیشتر در موارد زیر استفاده میشوند۳–۵ میکرومتر (MWIR)باند. سیلیکون به دلیل انتقال کم در مناطق مرئی یا نزدیک به مرئی، برای کاربردهای مرئی یا نزدیک به مرئی توصیه نمیشود.
۲. چرا پوشش ضد انعکاس مادون قرمز برای لنزهای سیلیکونی ضروری است؟
سیلیکون ضریب شکست نسبتاً بالایی دارد که باعث انعکاس سطحی قابل توجهی در لنزهای بدون پوشش میشود.پوشش ضد انعکاس IR (AR)این تلفات انعکاس را کاهش میدهد، انتقال کل را افزایش میدهد و کنتراست تصویر و نسبت سیگنال به نویز را در سیستمهای نوری مادون قرمز بهبود میبخشد.
۳. پوشش AR برای چه باندهای طول موج مادون قرمز میتواند طراحی شود؟
پوشش IR AR را میتوان برای محدودههای طول موج مختلف، از جمله موارد زیر، بهینه کرد:
-
۳–۵ میکرومتر (MWIR)
-
۸–۱۲ میکرومتر (LWIR)
-
باندهای طول موج مادون قرمز سفارشی بنا به درخواست
عملکرد پوشش میتواند متناسب با نیازهای خاص سیستم تنظیم شود.
درباره ما
شرکت XKH در زمینه توسعه، تولید و فروش شیشههای نوری ویژه و مواد کریستالی جدید با فناوری پیشرفته تخصص دارد. محصولات ما در حوزه الکترونیک نوری، لوازم الکترونیکی مصرفی و نظامی کاربرد دارند. ما قطعات نوری یاقوت کبود، پوشش لنز تلفن همراه، سرامیک، LT، سیلیکون کاربید SIC، کوارتز و ویفرهای کریستالی نیمههادی ارائه میدهیم. با تخصص ماهرانه و تجهیزات پیشرفته، ما در پردازش محصولات غیر استاندارد سرآمد هستیم و قصد داریم به یک شرکت پیشرو در زمینه مواد نوری-الکترونیکی با فناوری پیشرفته تبدیل شویم.
