التوافق مع أجهزة الكشف عن التنسيق الكبير: مع زيادة الطلب على الاستشعار عن بعد الأشعة تحت الحمراء ذات التنسيق الفائق ، يجب تصميم النظام البصري لاستيعاب متطلبات التصوير عالية الدقة ، مثل تلك الموجودة في أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء ذات الدقة 4K.
كفاءة التوقف الباردة العالية: الاستفادة من التوقف البارد لكاشف الأشعة تحت الحمراء المبردة مع توقف فتحة النظام ، بهدف كفاءة التوقف الباردة بنسبة 100 ٪ لتعزيز قدرة جمع الإشعاع في الكاشف وتحسين جودة التصوير.
مجال رؤية واسع (FOV) والتكوين غير المعني: تحقيق نطاق مراقبة أوسع مع تجنب فقدان الضوء والضوء الطائمي الناجم عن العوائق ، وضمان سلامة التصوير والوضوح.
جودة التصوير الفائقة: يجب أن تفي وظيفة نقل تعديل النظام (MTF) بمعايير محددة في جميع مجالات الرؤية لضمان التصوير الحاد للتطبيقات العملية.
التكوين الهيكلي
مزيج المرآة: يستخدم هيكل التصوير الثانوي عادةً مرآة من الخليج ومرايا مجانية. هذا التكوين يصحح بشكل فعال الانحرافات ويعزز أداء التصوير. على سبيل المثال ، تتبنى المرآة الأولية سطحًا غير متساوٍ ، في حين تستخدم المرايا الثانوية والثالث أسطح الشكل الحرة XY. تتيح مرونة الأسطح الحرة تصحيح الانحرافات المتولدة تحت FOVs الكبيرة.
توقف الفتحة والخروج من تلميذ المخرج الحقيقي مع التوقف البارد لتحقيق كفاءة التوقف الباردة بنسبة 100 ٪. في بعض التصميمات ، تتوقف الفتحة الثانوية والثلاثية إلى وضع المرآة الأساسية ، وليس فقط تحقيق هدف كفاءة التوقف البارد ولكن أيضًا يقلل بشكل كبير من فتحة المرآة الأولية وتحسين ضغط النظام.
التقنيات الرئيسية
تطبيق الأسطح الحرة: تلعب الأسطح Freeform دورًا مهمًا في توسيع FOV وتصحيح الانحرافات. على سبيل المثال ، تتيح أسطح الأداء الحرة XY على المرايا الثانوية والثالث تعديلًا مرنًا لمسارات الضوء للتعويض عن الانحرافات تحت FOVs الكبيرة ، مما يضمن جودة التصوير العالية في جميع الحقول.
تصميم Athermalization: معالجة تأثير تقلبات درجات الحرارة البيئية على جودة التصوير من خلال الجودة. على سبيل المثال ، تأكد من أن MTF في جميع الحقول يبقى أعلى من العتبة في نطاق درجة حرارة -40 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية ، مما يضمن أداء مستقر في ظل ظروف مختلفة وتحسين القدرة على التكيف وموثوقية النظام.
تصحيح الانحراف: بالإضافة إلى تصحيح السطح الحر ، قم بتحسين تخطيط النظام البصري ومعلمات التحكم الشامل في الانحراف. تُستخدم تقنيات مثل نظرية انحراف المتجهات ومبدأ Fermat لإنشاء نظام حراري أولي غير معروف بجودة تصوير مواتية ، يليه التحسين لتقليل تعقيد التصميم وتعزيز التصحيح.
مثال التصميم
نظام صممه Qian Zhuang ، Mo Yan ، Fan Rundong ، et al. بمثابة حالة عملية. بطول بؤري قدره 150 مم ، يعمل في نطاق الطول الموجي من 1.5 إلى 5 ميكرومتر ، ورقم F من 5 ، و 30 درجة × 25 درجة FOV ، يستخدم النظام مرآة أساسية من طراز عازلة ومرايا ثانوية وحدانية من الحدود الحدانية. يتجاوز MTF عند 25 LP/MM 0.4 في جميع الحقول ، مما يفي بمتطلبات التصوير لكاشفات الأشعة تحت الحمراء ذات التنسيق الكبير. يحقق هذا التصميم بنجاح FOV واسعة ، والتكوين دون عائق ، وجودة التصوير العالية ، والتوافق مع أجهزة الكشف عن التنسيق الكبيرة ، والتحقق من صحة فعالية المنهجية المقترحة.
خاتمة
يتطلب تصميم النظام الضوئي المبرد من ثلاثة مراحل من النوع البصري المبرد من ثلاثة مراحل النظر الشامل لعوامل متعددة. من خلال اختيار التكوينات الهيكلية المناسبة ، وتطبيق التقنيات الرئيسية ، والتحسين من خلال الأمثلة العملية ، يمكن للنظام تلبية المتطلبات المتزايدة للحصول على استشعار عن بُعد عالية الدقة وعلى نطاق واسع. مع تقدم التقنيات ذات الصلة ، من المتوقع أن تلعب هذه الأنظمة البصرية دورًا أكبر في المجالات المتنوعة ، مع تطور التصميمات المستقبلية نحو الكفاءة العالية والدقة والدمج.