Συμβατότητα με ανιχνευτές μεγάλης μορφής: Με την αυξανόμενη ζήτηση για υπερμεγέθη τηλεπισκόπηση υπερύθρων, το οπτικό σύστημα πρέπει να σχεδιάζεται για να φιλοξενήσει απαιτήσεις απεικόνισης υψηλής ανάλυσης, όπως αυτές των ανιχνευτών υπερύθρων μεγάλης μορφής 4K.
Υψηλή απόδοση ψυχρής στάσης: Χρησιμοποιήστε την ψυχρή στάση του ανιχνευτή υπέρυθρης ακτινοβολίας ως στάση ανοίγματος του συστήματος, με στόχο την απόδοση 100% ψυχρής στάσης για να ενισχύσει την ικανότητα συλλογής ακτινοβολίας του ανιχνευτή και να βελτιώσει την ποιότητα απεικόνισης.
Ευρύ οπτικό πεδίο (FOV) και ανεμπόδιστη διαμόρφωση: επιτύχετε ένα ευρύτερο εύρος παρατήρησης, αποφεύγοντας παράλληλα την απώλεια φωτός και το αδέσποτο φως που προκαλείται από εμπόδια, εξασφαλίζοντας την ακεραιότητα και τη σαφήνεια της απεικόνισης.
Ανώτερη ποιότητα απεικόνισης: Η λειτουργία μεταφοράς διαμόρφωσης του συστήματος (MTF) πρέπει να πληροί συγκεκριμένα κριτήρια σε όλα τα οπτικά πεδία για να εγγυηθεί την απότομη απεικόνιση για πρακτικές εφαρμογές.
Δομική διαμόρφωση
Συνδυασμός καθρέφτη: Μια δευτερεύουσα δομή απεικόνισης χρησιμοποιεί τυπικά έναν ασφάλτινο καθρέφτη και δύο freeform καθρέφτες. Αυτή η διαμόρφωση διορθώνει αποτελεσματικά τις ανωμαλίες και ενισχύει την απόδοση απεικόνισης. Για παράδειγμα, ο κύριος καθρέφτης υιοθετεί μια ασταθή επιφάνεια ομολογίας, ενώ οι δευτερεύοντες και τριτοβάθμιοι καθρέφτες χρησιμοποιούν XY πολυώνυμες ελεύθερες επιφάνειες. Η ευελιξία των επιφανειών Freeform επιτρέπει τη διόρθωση των εκτροπών που παράγονται κάτω από μεγάλες FOVs.
Διακοπή και έξοδος μαθητή: Ένας μαθητής πραγματικής εξόδου ευθυγραμμίζεται με την κρύα στάση για να επιτύχει 100% απόδοση κρύου στάσης. Σε ορισμένα σχέδια, η δευτερεύουσα και η τριτοβάθμια καθρέφτη απεικονίζουν το άνοιγμα της θέσης στη θέση του κύριου καθρέφτη, όχι μόνο εκπλήρωση του στόχου της απόδοσης κρύου στάσης, αλλά και μειώνοντας σημαντικά το διάφραγμα του κύριου καθρέφτη και τη βελτιστοποίηση της συμπαγής του συστήματος.
Βασικές τεχνολογίες
Εφαρμογή των επιφανειών freeform: Οι επιφάνειες ελεύθερης μορφής διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην επέκταση του FOV και στη διόρθωση των ανωμαλιών. Για παράδειγμα, XY πολυωνυμικές επιφάνειες ελεύθερης μορφής στους δευτερεύοντες και τριτογενείς καθρέφτες επιτρέπουν την ευέλικτη ρύθμιση των φωτεινών διαδρομών για να αντισταθμίσουν τις εκτροπές κάτω από μεγάλες FOVs, εξασφαλίζοντας υψηλή ποιότητα απεικόνισης σε όλα τα πεδία.
Σχεδιασμός ατρόμικης: Αντιμετωπίστε τον αντίκτυπο των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος στην ποιότητα απεικόνισης μέσω της ατρόμικης. Για παράδειγμα, βεβαιωθείτε ότι το MTF σε όλα τα πεδία παραμένει πάνω από ένα όριο εντός ενός εύρους θερμοκρασίας από -40 ° C έως 60 ° C, εγγυώντας σταθερή απόδοση υπό ποικίλες συνθήκες και βελτιώνοντας την προσαρμοστικότητα και την αξιοπιστία του συστήματος.
Διόρθωση εκτροπής: Εκτός από τη διόρθωση της επιφάνειας Freeform, βελτιστοποιήστε τη διάταξη και τις παραμέτρους του οπτικού συστήματος για πλήρη έλεγχο εκτροπής. Τεχνικές όπως η θεωρία εκτροπής διανυσμάτων και η αρχή του Fermat χρησιμοποιούνται για την καθιέρωση ενός αρχικού ανεμπόδιστου συστήματος ελεύθερης μορφής με ευνοϊκή ποιότητα απεικόνισης, ακολουθούμενη από βελτιστοποίηση για τη μείωση της πολυπλοκότητας του σχεδιασμού και την ενίσχυση της διόρθωσης.
Παράδειγμα σχεδιασμού
Ένα σύστημα που σχεδιάστηκε από τους Qian Zhuang, Mo Yan, Fan Rundong, et al. χρησιμεύει ως πρακτική περίπτωση. Με εστιακό μήκος 150 mm, που λειτουργούν στην περιοχή κύματος 1,5-5 μm, ένα αριθμό F 5 και ένα σύστημα Freeform και τριτογενούς καθρέφτες 30 ° × 25 °. Το MTF στα 25 lp/mm υπερβαίνει τα 0,4 σε όλα τα πεδία, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις απεικόνισης των ανιχνευτών υπερύθρων μεγάλης μορφής. Αυτός ο σχεδιασμός επιτυγχάνει επιτυχώς μια ευρεία FOV, ανεμπόδιστη διαμόρφωση, υψηλή ποιότητα απεικόνισης και συμβατότητα με ανιχνευτές μεγάλου σχήματος, επικυρώντας την αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης μεθοδολογίας.
Σύναψη
Ο σχεδιασμός ενός δροσερού οπτικού συστήματος εκτός άξονα μεγάλης μορφής εκτός άξονα απαιτεί πλήρη εξέταση πολλαπλών παραγόντων. Επιλέγοντας τις κατάλληλες διαρθρωτικές διαμορφώσεις, εφαρμόζοντας βασικές τεχνολογίες και βελτιστοποίηση μέσω πρακτικών παραδειγμάτων, το σύστημα μπορεί να ανταποκριθεί στις αυξανόμενες απαιτήσεις για υπερύθμη από υπερύθρες. Καθώς οι σχετικές τεχνολογίες προχωρούν, αυτά τα οπτικά συστήματα αναμένεται να διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο σε διάφορους τομείς, με τα μελλοντικά σχέδια να εξελίσσονται προς την υψηλότερη απόδοση, την ακρίβεια και τη συμπαγής.