ความเข้ากันได้กับเครื่องตรวจจับรูปแบบขนาดใหญ่: ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการตรวจจับระยะไกลอินฟราเรดที่มีขนาดใหญ่เป็นพิเศษระบบออปติคัลจะต้องได้รับการออกแบบเพื่อรองรับความต้องการการถ่ายภาพความละเอียดสูงเช่นเครื่องตรวจจับอินฟราเรดขนาดใหญ่ที่มีความละเอียด 4K
ประสิทธิภาพการหยุดเย็นสูง: ใช้การหยุดเย็นของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดที่เย็นลงเนื่องจากการหยุดรูรับแสงของระบบโดยมีจุดประสงค์เพื่อประสิทธิภาพการหยุดเย็น 100% เพื่อเพิ่มความสามารถในการรวบรวมรังสีของเครื่องตรวจจับและปรับปรุงคุณภาพการถ่ายภาพ
มุมมองกว้าง (FOV) และการกำหนดค่าที่ไม่มีสิ่งกีดขวาง: บรรลุช่วงการสังเกตที่กว้างขึ้นในขณะที่หลีกเลี่ยงการสูญเสียแสงและแสงจ้าที่เกิดจากสิ่งกีดขวางทำให้มั่นใจได้ว่าการถ่ายภาพความสมบูรณ์และความชัดเจน
คุณภาพการถ่ายภาพที่เหนือกว่า: ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนการมอดูเลตของระบบ (MTF) จะต้องเป็นไปตามเกณฑ์ที่ระบุในมุมมองทั้งหมดเพื่อรับประกันการถ่ายภาพที่คมชัดสำหรับการใช้งานจริง
การกำหนดค่าโครงสร้าง
การรวมกันของกระจก: โครงสร้างการถ่ายภาพทุติยภูมิมักจะใช้กระจกทรงกลมที่สม่ำเสมอหนึ่งและกระจกสองตัว การกำหนดค่านี้แก้ไขความผิดปกติและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นกระจกเงาหลักใช้พื้นผิวที่เป็นแผ่นดินไหวที่สม่ำเสมอในขณะที่กระจกรองและระดับตติยภูมิใช้พื้นผิวฟีฟฟิฟฟอร์มแบบพหุนาม XY ความยืดหยุ่นของพื้นผิวอิสระช่วยให้สามารถแก้ไขความผิดปกติที่เกิดขึ้นภายใต้ FOV ขนาดใหญ่
รูรับแสงหยุดและออกจากรูม่านตา: นักเรียนทางออกที่แท้จริงอยู่ในแนวเดียวกันกับการหยุดเย็นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการหยุดเย็น 100% ในการออกแบบบางอย่างกระจกรองและตติยภูมิจะหยุดรูรับแสงเข้าสู่ตำแหน่งของกระจกหลักไม่เพียง แต่บรรลุเป้าหมายประสิทธิภาพการหยุดเย็น แต่ยังช่วยลดรูรับแสงของกระจกหลักอย่างมีนัยสำคัญและเพิ่มประสิทธิภาพความกะทัดรัดของระบบ
เทคโนโลยีสำคัญ
การประยุกต์ใช้พื้นผิวอิสระ: พื้นผิวอิสระมีบทบาทสำคัญในการขยาย FOV และการแก้ไขความผิดปกติ ยกตัวอย่างเช่นพื้นผิวฟีลฟอร์มแบบพหุนาม XY บนกระจกรองและตติยภูมิช่วยให้การปรับเส้นทางแสงที่ยืดหยุ่นเพื่อชดเชยความผิดปกติภายใต้ FOV ขนาดใหญ่ทำให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพการถ่ายภาพสูงในทุกสาขา
การออกแบบ Athermalization: จัดการกับผลกระทบของความผันผวนของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมต่อคุณภาพการถ่ายภาพผ่านการทำให้เป็นลม ตัวอย่างเช่นตรวจสอบให้แน่ใจว่า MTF ในทุกสาขายังคงสูงกว่าเกณฑ์ภายในช่วงอุณหภูมิ -40 ° C ถึง 60 ° C รับประกันประสิทธิภาพที่มั่นคงภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกันและปรับปรุงการปรับตัวของระบบและความน่าเชื่อถือ
การแก้ไขความผิดปกติ: นอกเหนือจากการแก้ไขพื้นผิวแบบอิสระแล้วให้ปรับเค้าโครงและพารามิเตอร์ของระบบออปติคัลให้เหมาะสมสำหรับการควบคุมความผิดปกติที่ครอบคลุม เทคนิคต่าง ๆ เช่นทฤษฎีความผิดปกติของเวกเตอร์และหลักการของ Fermat ใช้ในการสร้างระบบฟรีฟอร์มที่ไม่มีสิ่งกีดขวางเริ่มต้นด้วยคุณภาพการถ่ายภาพที่ดีตามด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อลดความซับซ้อนในการออกแบบและเพิ่มการแก้ไข
ตัวอย่างการออกแบบ
ระบบที่ออกแบบโดย Qian Zhuang, Mo Yan, Fan Rundong, et al. ทำหน้าที่เป็นกรณีที่ใช้งานได้จริง ด้วยความยาวโฟกัส 150 มม. ทำงานในช่วงความยาวคลื่น 1.5–5 μm, หมายเลข F 5 และ 30 °× 25 ° FOV ระบบใช้กระจกทรงกลมที่เป็นเส้นเลือดใหญ่และมิเรอร์ฟอเรสต์ MTF ที่ 25 lp/mM เกิน 0.4 ในทุกสาขาตรงตามข้อกำหนดการถ่ายภาพของเครื่องตรวจจับอินฟราเรดขนาดใหญ่ การออกแบบนี้ประสบความสำเร็จในการกำหนดค่า FOV ที่กว้างการกำหนดค่าที่ไม่มีสิ่งกีดขวางคุณภาพการถ่ายภาพสูงและความเข้ากันได้กับเครื่องตรวจจับรูปแบบขนาดใหญ่ตรวจสอบประสิทธิภาพของวิธีการที่เสนอ
บทสรุป
การออกแบบระบบออพติคอลแบบปิดแกนสามรูปแบบขนาดใหญ่ที่เย็นจัดต้องมีการพิจารณาอย่างครอบคลุมถึงหลายปัจจัย ด้วยการเลือกการกำหนดค่าโครงสร้างที่เหมาะสมการใช้เทคโนโลยีที่สำคัญและการปรับให้เหมาะสมผ่านตัวอย่างที่ใช้งานได้จริงระบบสามารถตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับความละเอียดสูงและการตรวจจับระยะไกลอินฟราเรดกว้าง ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องล่วงหน้าระบบออพติคอลดังกล่าวคาดว่าจะมีบทบาทมากขึ้นในสาขาที่หลากหลายโดยมีการออกแบบในอนาคตที่พัฒนาไปสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นความแม่นยำและความกะทัดรัด