ኦፕቲካል ብርጭቆ ምንድን ነው እና ለምን በትክክለኛ ኦፕቲክስ ውስጥ አስፈላጊ የሆነው?

የማንኛውም ከፍተኛ አፈፃፀም የኦፕቲካል ስርዓት መሰረት ጥሬ እቃ ነው. በጣም የላቀ የኦፕቲካል ዲዛይን እንኳን ደካማ ጥራት ያለው ብርጭቆ አካላዊ ውስንነቶችን ማሸነፍ አይችልም. መሐንዲሶች ይተማመናሉ። የኦፕቲካል መስታወት ። ብርሃንን በፍፁም ትክክለኛነት ለማስተላለፍ ፣ለማንፀባረቅ እና ለማንፀባረቅ የመነሻ መስመርን ለማቅረብ ትክክለኛ ያልሆነ የቁሳቁስ ምርጫ ከባድ የምህንድስና እና የገንዘብ አደጋዎችን ያስተዋውቃል። ክሮማቲክ መዛባት፣ የሙቀት መጓደል፣ በተንቀሳቃሽ ወይም በኤሮስፔስ ሲስተም ውስጥ ከመጠን ያለፈ ክብደት እና የተበላሸ ስርጭት ሊያጋጥሙዎት ይችላሉ። በመስክ ላይ የስርዓት ውድቀትን ለመከላከል የቁሳቁስ ባህሪያትን በጥንቃቄ መገምገም አለብን. ይህ መመሪያ የምህንድስና እና የግዥ ቡድኖች የቴክኒክ ማዕቀፍ ያቀርባል. ከተወሰኑ የአፈጻጸም መስፈርቶች ጋር የሚጣጣሙትን ትክክለኛ ቁሶች እንዲገመግሙ፣ እንዲገልጹ እና እንዲያወጡ ያግዝዎታል። ለቀጣዩ ፕሮጀክትዎ የኦፕቲካል ግልጽነትን፣ የሜካኒካል ጥንካሬን እና የአካባቢን ተቃውሞ እንዴት ማመጣጠን እንደሚችሉ ይማራሉ።

• የቁሳቁስ ንፅህና አፈጻጸምን ይገልፃል፡ የኦፕቲካል መስታወት በመሰረታዊነት ከመደበኛ መስታወት የሚለየው በማጣቀሻ ኢንዴክስ፣ ስርጭት እና የውስጥ ተመሳሳይነት ላይ ጥብቅ ቁጥጥር በማድረግ ነው።
• አንጸባራቂ ኢንዴክስ/አቤ ቁጥር ማትሪክስ፡ ትክክለኛውን የሌንስ ቁሳቁስ መምረጥ የብርሃን-ታጣፊ ሃይልን ከክሮማቲክ ስርጭት ጋር ማመጣጠን ይጠይቃል።
• የአካባቢ እና ሜካኒካል እውነታዎች፡ የሙቀት መስፋፋት፣ ጥግግት እና ኬሚካላዊ ተቃውሞ በኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የጨረር ግልፅነት ያህል ወሳኝ ናቸው።
• ሽፋኖች ለድርድር የማይቀርቡ ናቸው፡ ባዶ የኦፕቲካል መስታወት ዘመናዊ የመተላለፊያ መስፈርቶችን እምብዛም አያሟላም። ፀረ-አንጸባራቂ እና መከላከያ ሽፋኖች ከመጨረሻው ዝርዝር ጋር የተዋሃዱ ናቸው.

የኦፕቲካል ብርጭቆን ከመደበኛ የኢንዱስትሪ ብርጭቆ ጋር መግለጽ

የኦፕቲካል ጥራት መሰረታዊ

ትክክለኝነት ኦፕቲክስ ከመደበኛ የመስታወት ምርት የራቁ ጥብቅ የማምረቻ ቁጥጥሮችን ይፈልጋሉ። አምራቾች የማቅለጥ ወጥነት፣ ትክክለኛ አነቃቂ እና ትክክለኛ መቅረጽ ለማረጋገጥ ልዩ የሂደት ባህሪያትን ይጠቀማሉ። ብክለትን ለመከላከል ብዙውን ጊዜ ጥሬ ዕቃዎችን በፕላቲኒየም ወይም ልዩ የማጣቀሻ ክራንች ይቀልጣሉ. በማቅለጥ ሂደት ውስጥ ያለማቋረጥ መቀስቀስ የኬሚካላዊ ቅንጅቱ በጠቅላላው ስብስብ አንድ ወጥ ሆኖ እንዲቆይ ያደርጋል። እነዚህ መቆጣጠሪያዎች በመደበኛ መካከል መሠረታዊ ልዩነት ይፈጥራሉ የኢንዱስትሪ መስታወት እና ትክክለኛ የኦፕቲካል ቁሶች. መደበኛ ብርጭቆ ብዙውን ጊዜ ለሥነ-ሕንጻ አጠቃቀም ተቀባይነት ያላቸው ግን ለሥነ-ሥዕላዊ መግለጫዎች አደገኛ የሆኑ ውስጣዊ ጉድለቶችን ይይዛል። ኦፕቲካል ማምረት striae, አረፋዎችን እና ማይክሮ-ማካተትን ያስወግዳል. እነዚህ ጉድለቶች የብርሃን መበታተን እና ከባድ የሞገድ ፊት ስህተቶችን ያስከትላሉ. ከፍተኛ ተመሳሳይነት ማሳካት ቁሱ በጠቅላላው የድምፅ መጠን መተንበይ የሚችል መሆኑን ያረጋግጣል። የአንጸባራቂ ኢንዴክስ ልዩነት ከፊል-በሚሊዮን መቻቻል እንዲኖር ዋስትና ለመስጠት መሐንዲሶች ተመሳሳይነት ክፍሎችን ይገልጻሉ።

የማጣራቱ ሂደት እንዲሁ የኦፕቲካል ውጤቶችን ከንግድ ደረጃዎች ይለያል። ጥሩ ማደንዘዣ የመስታወት ማገጃውን እጅግ በጣም ቀርፋፋ ቁጥጥር ባለው ፍጥነት ማቀዝቀዝን ያካትታል። ይህ ሂደት ብሬፍሪንግ የሚያስከትሉ ውስጣዊ ጭንቀቶችን ያስወግዳል. ብሬፍሪንግንግ የብርሃን ጨረሩን ወደ ሁለት የተለያዩ ጨረሮች ይከፍላል፣ ይህም የምስል ጥራትን ያበላሻል። በደንብ ያልታሸገ ባዶ በመቁረጥ እና በሚጸዳበት ጊዜም ይጠወልጋል። ለከፍተኛ ደረጃ የምስል ማሳያ ስርዓቶች isotropic ቁሶችን እንፈልጋለን። ይህንን የመዋቅር ወጥነት ደረጃ ከመደበኛ ተንሳፋፊ ብርጭቆ ሂደቶች ጋር ማሳካት አይችሉም።

በትክክለኛ ኦፕቲክስ ውስጥ ዋና ተግባራት

የኦፕቲካል ማቴሪያሎች እንደ ቅርጻቸው እና ስብስባቸው ላይ ተመስርተው የተወሰኑ ዋና ተግባራትን ያገለግላሉ. ሌንሶች በሴንሰር ወይም ሬቲና ላይ ምስሎችን ለመፍጠር ትኩረት ይሰጣሉ ወይም ይለያሉ። ፕሪዝም የብርሃን ዱካዎችን በማጠፍ ወይም በመገልበጥ እንደ ቢኖክዮላር ወይም ፔሪስኮፕ ባሉ የታመቁ ክፍተቶች ውስጥ። መስተዋቶች የጨረር ስርዓቶችን ወደ ሌላ አቅጣጫ ለመቀየር ወይም በቴሌስኮፖች ውስጥ ብርሃን ለመሰብሰብ ብርሃን ያንፀባርቃሉ። የኦፕቲካል መስኮቶች እንደ ግልጽ ማገጃዎች ያገለግላሉ. ሚስጥራዊነት ያለው ውስጣዊ ኤሌክትሮኒክስ ከአስቸጋሪ ውጫዊ አካባቢዎች ይከላከላሉ. ይህንን የሚያደርጉት የኦፕቲካል መዛባትን ወይም የትኩረት ለውጥን ሳያስተዋውቅ ነው። ልዩ ተግባር አስፈላጊውን የመስታወት ደረጃ እና የዝርዝር መቻቻልን ያዛል. ከፍተኛ ጥራት ያለው ምስል ከቀላል የመከላከያ ሽፋኖች የበለጠ ጥብቅ መቻቻልን ይጠይቃል።

በጥልቅ ባህር ሰርጓጅ ወይም በኤሮስፔስ ሴንሰር ጭነት ላይ የመከላከያ መስኮት ያለውን ሚና ግምት ውስጥ ያስገቡ። መስኮቱ ግዙፍ የግፊት ልዩነቶችን እና ጎጂ አካባቢዎችን መቋቋም አለበት. ሆኖም የማዕበልን ፊት ሳይቀይር ብርሃን ማስተላለፍ አለበት። መስኮቱ በግፊት ውስጥ ከተጣበቀ, እንደ ደካማ ሌንስ ይሠራል, የስርዓቱን ትኩረት ይቀይራል. የሚፈለገውን ውፍረት በእቃው የመበስበስ ሞጁል እና በፖይሰን ጥምርታ ላይ በመመስረት ማስላት አለብን። ይህ መስኮቱ ጠፍጣፋ እና በተግባራዊ ጭነቶች ውስጥ ኦፕቲካል ገለልተኛ ሆኖ መቆየቱን ያረጋግጣል።

የሌንስ ቁሶች ዋና ግምገማ ልኬቶች

አንጸባራቂ ኢንዴክስ (nd) እና የብርሃን መታጠፊያ ኃይል

የማጣቀሻ ኢንዴክስ አንድ ቁሳቁስ ከቫክዩም ወይም ከአየር ወደ ውስጥ ሲገባ ምን ያህል ብርሃን እንደሚታጠፍ ይለካል። እሱ በቀጥታ የሌንስ ውፍረት እና የገጽታ ኩርባ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። ከፍ ያለ መረጃ ጠቋሚ ቁሶች ተመሳሳይ የትኩረት ርዝመት ለማግኘት ቀጭን እና ቀላል ሌንሶችን ይፈቅዳል። ይህ የመጀመሪያ ደረጃ የንድፍ ንግድ ነው. ይሁን እንጂ ከፍተኛ-ኢንዴክስ ቁሶች ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ ስርጭትን ያስተዋውቃሉ. በተጨማሪም በማቅለጥ ውስጥ በሚያስፈልጉት ብርቅዬ የምድር ንጥረ ነገሮች ምክንያት ከፍተኛ የማምረቻ ወጪን ይጨምራሉ። መሐንዲሶች የአካላዊ መገለጫ መስፈርቶችን ከኦፕቲካል አፈጻጸም ጋር ማመጣጠን አለባቸው።

የታመቀ የካሜራ አላማ ሲነድፍ ቦታ በጣም የተገደበ ነው። እንደ N-BK7 (nd = 1.516) ያለ መደበኛ ኢንዴክስ ብርጭቆ አስፈላጊውን የጨረር ሃይል ለማግኘት ቁልቁል ኩርባዎችን ሊፈልግ ይችላል። ጠመዝማዛ ኩርባዎችን ለማምረት እና የሉል መዛባትን ለማስተዋወቅ በጣም ከባድ ነው። እንደ N-LASF9 (nd = 1.850) ወደ ባለ ከፍተኛ ኢንዴክስ መስታወት መቀየር ጥልቀት የሌላቸው ኩርባዎችን ይፈቅዳል። ይህ የሉል መዛባት እና አካላዊ ውፍረት ይቀንሳል. ነገር ግን፣ ንድፍ አውጪው ከከፍተኛ ኢንዴክስ ይዘት ጋር ያለውን የጨመረውን የክሮማቲክ ስርጭት ማስተዳደር አለበት።

Abbe Number (Vd) እና Chromatic Dispersion

የአብይ ቁጥሩ የአንድን ቁሳቁስ ክሮማቲክ ስርጭት ይለካል። የማጣቀሻ ኢንዴክስ ከተለያዩ የብርሃን የሞገድ ርዝመቶች ጋር እንዴት እንደሚለያይ ያመለክታል. ዝቅተኛ የአቤ ቁጥር ማለት ከፍተኛ መበታተን ማለት ነው. በማጣቀሻ ኢንዴክስ እና በአቤ ቁጥር መካከል የተገላቢጦሽ ግንኙነት አለ። ከፍተኛ-ኢንዴክስ ቁሶች አብዛኛውን ጊዜ የከፋ መበታተን ያሳያሉ. ይህ የተለያዩ ቀለሞች በተለያዩ አውሮፕላኖች ላይ በሚያተኩሩበት የምስል ስርዓቶች ውስጥ የቀለም ንክኪነትን ያስከትላል። ዲዛይነሮች ይህንን ችግር ለማስተካከል የተወሰኑ የቁሳቁስ ውህዶችን ይጠቀማሉ።

በFraunhofer d, F እና C spectral መስመሮች ላይ ከሚገኙት የማጣቀሻ ኢንዴክሶች የተሰላውን የቪዲ እሴትን በመጠቀም ስርጭትን እንቆጥራለን. ከ 50 በላይ የሆነ የቪዲ እሴት በአጠቃላይ ዝቅተኛ መበታተንን ያመለክታል. ከ 50 በታች የሆነ እሴት ከፍተኛ መበታተንን ያመለክታል. ነጭ ብርሃን በከፍተኛ የተበታተነ ሌንስ ውስጥ ሲያልፍ፣ ሰማያዊዎቹ የሞገድ ርዝመቶች ከቀይ የሞገድ ርዝመቶች የበለጠ ይታጠፉ። ይህ ቁመታዊ ክሮማቲክ መዛባት የምስል ጥራትን ያበላሻል። ዝቅተኛ-የተበታተነ መስታወት የተሰራውን አወንታዊ ሌንስን ከከፍተኛ-ስርጭት መስታወት ከተሰራ አሉታዊ ሌንስ ጋር በማጣመር ይህንን እንቀንስበታለን።

የሞገድ ፊት ታማኝነት እና ኢንፊንቲቲ ትኩረት ጥገና

በማጣቀሻው ውስጥ ያሉ የቦታ ልዩነቶች የሞገድ ፊት መበላሸትን ያስከትላሉ። ደካማ ተመሳሳይነት በመስታወት ውስጥ የሚያልፈውን ብርሃን ያዛባል። ይህ በምስል ስርዓቶች ላይ ከባድ ተግባራዊ ተጽእኖ አለው. ትክክለኛ የዝቅተኝነት ትኩረትን ለመጠበቅ አለመቻልን ያስከትላል። እንዲሁም የ Modulation Transfer Function (ኤምቲኤፍ) ወደ ጉልህ ውድቀት ይመራል። ከፍተኛ ጥራት ያላቸው ቁሳቁሶች ለሹል ምስል የማዕበል ፊት ታማኝነትን ይጠብቃሉ። ይህንን ታማኝነት የምንለካው በኢንተርፌሮሜትሪ በመጠቀም ነው፣ ከጫፍ እስከ ሸለቆ የሚደርሱ ስህተቶችን በንፁህ ክፍተት ላይ እንፈልጋለን።

አንድ ብርጭቆ ባዶ ከማዕከሉ እስከ ጫፉ ድረስ የማጣቀሻ ቅልመት ካለው፣ እንደ ደካማ፣ ያልታሰበ ሌንስ ሆኖ ይሰራል። ይህ ቅልመት በተለያዩ ዞኖች ውስጥ የሚያልፉትን የጨረሮች የጨረር መንገድ ርዝመት ይለውጣል። በሌዘር ኢላማ አድራጊ ሥርዓት ውስጥ፣ ይህ የሞገድ የፊት ገጽታ መዛባት ጨረሩ እንዲለያይ ወይም እንዲንከራተት ያደርገዋል። ስርዓቱ ወሰን በሌለው ገደብ ላይ በጠባብ ቦታ ላይ ኃይልን የማተኮር ችሎታውን ያጣል. ከፍተኛ ተመሳሳይነት ያለው ክፍል (ለምሳሌ H4 ወይም H5) መግለጽ የመረጃ ጠቋሚው ልዩነት ከ2 x 10^-6 በታች እንደሚቆይ ዋስትና ይሰጣል፣ ይህም የሞገድ ፊትን ይጠብቃል።

ማስተላለፊያ Spectra (UV, የሚታይ, IR)

የተለያዩ የመስታወት ዓይነቶች የተወሰኑ የብርሃን ሞገዶችን ይቀበላሉ. የመስታወት ማስተላለፊያውን ከርቭ ከስርዓቱ የስራ የሞገድ ርዝመት ጋር ማዛመድ አለቦት። መደበኛ ብርጭቆ የአልትራቫዮሌት ብርሃንን ያግዳል። ለ UV መተግበሪያዎች መደበኛ ቁሳቁሶችን ማስወገድ አለብዎት። የኢንፍራሬድ ስርዓቶች ሙሉ ለሙሉ የተለያዩ ንጣፎችን ይፈልጋሉ. የማስተላለፊያ ስፔክተሩን መገምገም የምልክት መጥፋትን እና የስርዓቱን ውጤታማነት ይከላከላል. የጥሬ ዕቃውን አቅም ለመገምገም የገጽታ ነጸብራቅ ኪሳራዎችን የሚያካትት የውስጥ ማስተላለፊያ መረጃን እንመለከታለን።

በ365nm ለሚሰራ የፍሎረሰንስ ማይክሮስኮፕ መደበኛ N-BK7 ምንም ፋይዳ የለውም ምክንያቱም ስርጭቱ ከ400nm በታች በከፍተኛ ሁኔታ ስለሚቀንስ። የተዋሃዱ ሲሊካ ወይም ልዩ UV-ማስተላለፍያ መነጽሮችን መግለጽ አለብን። በተቃራኒው፣ በ8-12 ማይክሮን ባንድ ውስጥ የሚሠራ ቴርማል ኢሜጂንግ ካሜራ ሲሊካ ላይ የተመሰረተ መስታወት ጨርሶ መጠቀም አይችልም። እንደ Germanium ወይም Zinc Selenide ያሉ ቁሳቁሶችን ይፈልጋል. ንጣፉን ከ spectral band ጋር ማዛመድ በማንኛውም የኦፕቲካል ዲዛይን ሂደት ውስጥ የመጀመሪያው እርምጃ ነው።

ጥግግት፣ የሌንስ ዲያሜትር እና የክብደት ገደቦች

የኦፕቲካል መገጣጠሚያው አካላዊ ክብደት በቁሳዊ ጥንካሬ እና በሌንስ ዲያሜትር ላይ የተመሰረተ ነው. ትላልቅ ግልጽ ክፍተቶች በከፍተኛ መጠን ይጨምራሉ. የመስታወት ትፍገት ክብደትን በሚመለከቱ መተግበሪያዎች ውስጥ ወሳኝ ማለፊያ/ውድቀት መለኪያ ይሆናል። የኤሮስፔስ ሲስተም፣ ድሮኖች እና ተለባሽ መሳሪያዎች ቀላል ክብደት ያላቸው መፍትሄዎችን ይፈልጋሉ። ዝቅተኛ እፍጋት መምረጥ የመነጽር ቁሳቁስ የኦፕቲካል ሃይልን ሳይቆጥብ ጥብቅ የክብደት ገደቦችን ለማሟላት ይረዳል።

200ሚሜ የፊት አካል ያለው ትልቅ የአየር ላይ የስለላ ሌንሶችን አስቡበት። ጥቅጥቅ ያለ የድንጋይ መስታወት (density> 4.5 g/cm3) ከተጠቀምን የፊተኛው አካል ብቻ ብዙ ኪሎ ግራም ሊመዝን ይችላል። ይህ የስበት ኃይልን መሃል ይቀይራል እና የበለጠ ከባድ የመጫኛ ሃርድዌር እና ጠንካራ ማረጋጊያ ሞተሮችን ይፈልጋል። በተቻለ መጠን ቀለል ያሉ የዘውድ መነጽሮችን (density ~ 2.5 g/cm3) ለመጠቀም ስርዓቱን በመንደፍ የመጫኛ ክብደትን በእጅጉ እንቀንሳለን። በእቃ ምርጫ ወቅት የእያንዳንዱን ንጥረ ነገር መጠን እና መጠን ሁልጊዜ ማስላት አለብን።

የንብረት ተጽእኖ	በስርዓት	ዲዛይን ግምት ላይ
አንጸባራቂ መረጃ ጠቋሚ (ኛ)	የሌንስ ውፍረት እና የገጽታ ኩርባ	ከፍተኛ መረጃ ጠቋሚ አካላዊ ክብደትን ይቀንሳል ነገር ግን መበታተንን ይጨምራል.
አቤት ቁጥር (ቪዲ)	የቀለም ግርዶሽ (ክሮማቲክ መበላሸት)	የትኩረት ፈረቃዎችን ለማስተካከል የተለያዩ መነጽሮችን ማጣመርን ይጠይቃል።
ትፍገት (ግ/ሴሜ 3)	አጠቃላይ የመሰብሰቢያ ክብደት እና የስበት ማእከል	ለኤሮስፔስ ጭነት እና ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች ወሳኝ።
ግብረ ሰዶማዊነት	የሞገድ ፊት መዛባት እና የኤምቲኤፍ ውድቀት	ለሌዘር እና ለከፍተኛ ጥራት ምስሎች ከፍተኛ ክፍሎችን ይግለጹ።
የውስጥ ማስተላለፊያ	የምልክት ጥንካሬ እና የምስል ብሩህነት	ቁሳቁሱን ከተለየ የአሠራር የሞገድ ርዝመት ባንድ ጋር ያዛምዱ።

ኦፕቲካል ብርጭቆን በመተግበሪያ እና በአፈፃፀም መከፋፈል

Crown Glass vs ፍሊንት ብርጭቆ

የጨረር ቁሳቁሶች በአቤ ዲያግራም ላይ ባለው ቦታ ላይ በመመስረት በሁለት መሰረታዊ ምድቦች ይከፈላሉ. የዘውድ መስታወት ዝቅተኛ የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ እና ዝቅተኛ ስርጭትን ያሳያል። ፍሊንት ብርጭቆ ከፍተኛ የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ እና ከፍተኛ ስርጭት አለው። መሐንዲሶች ያዋህዷቸዋል achromatic doublets. ይህ ጥምረት የ chromatic aberration በትክክል ያስተካክላል. የአብዛኞቹ የብሮድባንድ ኢሜጂንግ ስርዓቶችን መሰረት ይመሰርታል። አወንታዊው የዘውድ አካል የትኩረት ኃይልን ይሰጣል ፣ አሉታዊው የድንጋይ ንጣፍ የቀለም ስርጭትን ያስተካክላል።

በታሪክ ውስጥ, ልዩነቱ የመጣው በማምረት ሂደት ነው. የዘውድ መስታወት ወደ አክሊል ቅርጽ ተነፈሰ፣ ፍላይንት መስታወት ግን የተፈጨ ድንጋይን እንደ ሲሊካ ምንጭ ይጠቀም ነበር። ዛሬ, ልዩነቱ በቁጥር ብቻ ነው. ከ 50 በላይ (ወይም 55 ለዝቅተኛ ኢንዴክሶች) የአቤ ቁጥር ያላቸው ብርጭቆዎች ዘውዶች ናቸው። ከስር ያሉት ግንድ ድንጋዮች ናቸው። የኦፕቲካል ዲዛይኖችን ለማስተካከል በመቶዎች የሚቆጠሩ እንደ ባሪየም ክራውን (BaK) ወይም Lanthanum Flints (LaF) ያሉ ልዩነቶችን እንጠቀማለን። እያንዳንዱ ንዑስ ምድብ የተወሰነ የመረጃ ጠቋሚ እና ስርጭትን ያቀርባል።

የተዋሃደ ሲሊካ እና ኳርትዝ

የተዋሃዱ ሲሊካ እና ኳርትዝ ከፍተኛ ጭንቀት ባለባቸው አካባቢዎች ይልቃሉ። በከፍተኛ የሌዘር ጉዳት ገደብ ምክንያት ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን የሌዘር መተግበሪያዎችን በአስተማማኝ ሁኔታ ይይዛሉ። ከመደበኛ ቁሳቁሶች ጋር ሲነፃፀሩ የላቀ የ UV ስርጭት ይሰጣሉ ፣ እስከ 200nm ድረስ ግልፅ ይቀራሉ። እንዲሁም ልዩ ዝቅተኛ የሙቀት ማስፋፊያ (ሲቲኢ) አላቸው። ይህ በከፍተኛ የሙቀት መጠን መለዋወጥ ውስጥ በጣም የተረጋጋ ያደርጋቸዋል. ስርዓቱ በቫኩም ክፍል ውስጥ ወይም በከፍታ ቦታ ላይ መሥራት ሲኖርበት, የተዋሃደ ሲሊካ ብዙውን ጊዜ ብቸኛው ምርጫ ነው.

ዝቅተኛው CTE የተዋሃደ ሲሊካ (በ0.5 x 10^-6/K አካባቢ) ሲሞቅ ወይም ሲቀዘቅዝ ቅርፁን ይቀይራል ማለት ነው። ይህ ለትልቅ የስነ ፈለክ መስተዋቶች ወይም ትክክለኛ የማጣቀሻ አፓርታማዎች በጣም አስፈላጊ ነው. የመስታወት ንጣፍ ባልተመጣጠነ ሁኔታ ቢሰፋ፣ የተንጸባረቀው የሞገድ ፊት ይዛባል። የተዋሃደ ሲሊካ በሙቀት ጭነቶች ውስጥ ምስሉን ይይዛል። በተጨማሪም ፣ ከፍተኛ ንፅህናው በከፍተኛ ኃይል ሌዘር ስርዓቶች ውስጥ የሙቀት ሌንሶችን የሚያስከትሉ ጥቃቅን የመምጠጥ ማዕከሎችን ያስወግዳል።

ልዩ እና ኢንፍራሬድ ብርጭቆዎች

የላቁ አፕሊኬሽኖች ከመደበኛው የሚታይ ስፔክትረም ውጪ ልዩ ቁሳቁሶችን ይፈልጋሉ። የቻልኮጀኒድ ብርጭቆዎች፣ ጀርመኒየም እና ፍሎራይት ልዩ ሚናዎችን ያገለግላሉ። ለሙቀት ምስል እና ለኢንፍራሬድ ኦፕቲክስ አስፈላጊ ናቸው. እንዲሁም ልዩ ለሆኑ የሚታዩ ስርዓቶች እጅግ በጣም ዝቅተኛ ስርጭትን ይሰጣሉ. ለኢንፍራሬድ የሞገድ ርዝመቶች ግልጽ ያልሆኑ በመሆናቸው በእነዚህ ልዩ የአጠቃቀም ጉዳዮች መደበኛ ቁሳቁሶች ሙሉ በሙሉ ይሳናሉ። የምሽት ዕይታን፣ ሙቀት ፈላጊ ዳሳሾችን እና የ CO2 ሌዘር ማስተላለፊያ ስርዓቶችን ሌንሶችን ለመገንባት እነዚህን ልዩ ቁሶች መጠቀም አለብን።

ጀርመኒየም ከመካከለኛ እስከ ረጅም ሞገድ ኢንፍራሬድ (MWIR እና LWIR) ባንዶች የስራ ፈረስ ነው። በጣም ቀጫጭን ሌንሶችን የሚፈቅድ ግዙፍ የማጣቀሻ ኢንዴክስ (4.0 አካባቢ) አለው። ነገር ግን፣ ለሚታየው ብርሃን ሙሉ በሙሉ ግልጽ ያልሆነ እና ከፍተኛ የሙቀት መጠንን የሚነካ ነው። ከፍ ባለ የሙቀት መጠን ጀርመኒየም በሙቀት መሸሽ ይሰቃያል፣ ለአይአር ብርሃንም ግልጽ ያልሆነ ይሆናል። በእነዚህ ሞቃታማ አካባቢዎች ወደ ቻሎጊኒድ ብርጭቆዎች እንቀይራለን። Chalcogenides የተሻለ የሙቀት መረጋጋት ይሰጣሉ እና ሊቀረጹ ይችላሉ, ውስብስብ የአስፈሪ ቅርጾችን የማምረት ጊዜን ይቀንሳል.

የምህንድስና ንግድ-ኦፍስ እና አጠቃላይ እሴት ምክንያቶች

የጨረር አፈጻጸም እና የማሽን ችሎታ

የቁሳቁስ ኖፕ ጥንካሬ በቀጥታ የማምረቻ ወጪዎችን እና የመሪ ጊዜዎችን ይጎዳል። ለስላሳ እና ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ብርጭቆዎች በትክክል ለመቦርቦር አስቸጋሪ ናቸው. በአያያዝ እና በመገጣጠም ጊዜ ለመቧጨር በጣም የተጋለጡ ናቸው. በተጨማሪም ከፍተኛ መጠን ባለው ምርት ለማምረት በጣም ውድ ናቸው, ምክንያቱም የማጥራት ሂደቱ ረዘም ያለ ጊዜ ስለሚወስድ እና ልዩ ንጣፎችን ይፈልጋል. መሐንዲሶች የኦፕቲካል ጥቅሞችን ከምርት እውነታዎች ጋር ማመዛዘን አለባቸው። ለስላሳ የፍሎሮፎስፌት ብርጭቆን መግለጽ የኦፕቲካል ዲዛይኑን ሊያሟላ ይችላል, ነገር ግን የጭረት መጠኑን በእጅጉ ይጨምራል.

እንደ የተዋሃደ ሲሊካ ወይም ሰንፔር ያሉ ጠንካራ መነጽሮች ለመፍጨት ረጅም ጊዜ ይወስዳሉ ነገር ግን በሚጸዳበት ጊዜ ቅርጻቸውን በጥሩ ሁኔታ ይይዛሉ። እነሱ የላቀ የገጽታ ሸካራነት (በአንግስትሮምስ ውስጥ ይለካሉ) እና ጥብቅ የገጽታ መቻቻል ያገኛሉ። ለስላሳ መነጽሮች 'ቆንጆ' ወይም በቀላሉ መቧጨር ይቀናቸዋል። ኦፕቲክስ እነሱን ለመስራት ቀርፋፋ የሾላ ፍጥነቶች እና ለስላሳ የፒች ዙሮች መጠቀም አለባቸው። መስታወቱ በኦፕቲካል ሱቅ ውስጥ እንዴት እንደሚታይ ለማወቅ ሁልጊዜ የእድፍ መቋቋም እና የአሲድ መቋቋም ደረጃዎችን ከጠንካራነት ጋር እንገመግማለን።

የሙቀት መረጋጋት ከኦፕቲካል ግልጽነት ጋር

የሙቀት መለዋወጦች በሁለቱም የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ እና አካላዊ ቅርፅ ላይ ተጽእኖ ያሳድራሉ. በሙቀት መጠን (ዲኤን/ዲቲ) ላይ ያለው ለውጥ የትኩረት መረጋጋት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። CTE አካላዊ መስፋፋትን ያዛል. በሙቀት የተረጋጉ ቁሳቁሶችን መምረጥ ብዙውን ጊዜ የንግድ ልውውጥን ይጠይቃል. የሙቀት መረጋጋትን ለማግኘት ዝቅተኛ የመነሻ መስመር ማስተላለፍን መቀበል ሊኖርብዎ ይችላል። አተርማላይዜሽን በሰፊ የሙቀት መጠን ውስጥ ትኩረትን የሚጠብቅ የኦፕቲካል ሲስተም የመንደፍ ሂደት ነው።

የብርጭቆቹን ክፍሎች dn/dT እና CTE ከብረት መያዣው መስፋፋት ጋር በማመጣጠን አተርማልላይዜሽን እናሳካለን። መኖሪያ ቤቱ ከተስፋፋ እና ሌንሶቹን ከተለያየ፣ የመስታወት ማነቃቂያ ኢንዴክስ ያንን እንቅስቃሴ ለማካካስ በበቂ ሁኔታ መለወጥ አለበት። አንዳንድ ጊዜ፣ ለአየር ማናፈሻ የሚሆን ፍጹም ዲኤን/ዲቲ ያለው ብርጭቆ በሚፈለገው የሞገድ ባንድ ውስጥ ደካማ ስርጭት አለው። በመቀጠል የሙቀት መንሸራተትን ለማካካስ የስርጭት ኪሳራውን ለመቀበል ወይም ንቁ በሞተር የሚንቀሳቀስ የትኩረት ዘዴን ተግባራዊ ለማድረግ መወሰን አለብን።

ባዶ ብርጭቆ እና የላቀ የጨረር ሽፋኖች

ባዶ ብርጭቆ ከባድ የአካል ውሱንነቶች አሉት. በእያንዳንዱ በይነገጽ ላይ የማንጸባረቅ መጥፋት አጠቃላይ አፈጻጸምን ይቀንሳል። መደበኛ የመስታወት ወለል 4% የሚሆነውን የአደጋ ብርሃን ያንፀባርቃል። በባለብዙ-ንጥረ-ነገር ስርዓቶች ውስጥ ያለው ድምር ማስተላለፊያ ኪሳራ ከፍተኛ ነው. ቢኖክዮላስ ወይም ውሁድ የካሜራ ሌንሶች ያለ ፀረ-ነጸብራቅ ሽፋን ከጥቅም ውጪ ናቸው። ሽፋኖች አጠቃላይ ስርጭትን ያሻሽላሉ እና ንጣፉን ይከላከላሉ. ሆኖም, አዳዲስ ተለዋዋጭዎችን ያስተዋውቃሉ. የሽፋን ማጣበቅን ፣ የሌዘር መጎዳት ደረጃን እና በሽፋኑ እና በንጣፉ መካከል ያለውን የሙቀት አለመመጣጠን ግምት ውስጥ ማስገባት አለብዎት።

10 የሌንስ ኤለመንቶች (20 ንጣፎች) ባለው ሲስተም ባዶ መስታወት የሚያስተላልፈው የብርሃን 44% ብቻ ነው። የተንጸባረቀው ብርሃን በርሜሉ ውስጥ ይንሰራፋል፣ የመንፈስ ምስሎችን ይፈጥራል እና ንፅፅርን ይቀንሳል። የወለል ነጸብራቅን በአንድ ወለል ከ 0.5% በታች ለመቀነስ ቀጭን-ፊልም ዳይኤሌክትሪክ ሽፋኖችን እንተገብራለን። ጥንካሬያቸውን ለማሻሻል ለስላሳ ብርጭቆዎች የመከላከያ ጠንካራ ሽፋኖችን እንጠቀማለን. ሽፋኑ በሙቀት ጭንቀት ውስጥ እንዳይፈጠር ወይም እንዳይላጥ ለመከላከል የሽፋኑ መሐንዲሱ የሽፋን ቁሶችን ከመስታወት መትከያው CTE ጋር ማዛመድ አለበት።

የአፈፃፀም አደጋዎች እና የመቀነስ ስልቶች

የአካባቢ መበላሸት እና የኬሚካል መቋቋም

እርጥበት እና ኬሚካላዊ ተጋላጭነት በአስቸጋሪ አካባቢዎች ውስጥ ከፍተኛ አደጋዎችን ያስከትላል. እርጥበታማነት በመስታወት መሬቶች ላይ ማቅለሚያ ወይም ማደብዘዝ ሊያስከትል ይችላል. ይህ ከመስታወት ማትሪክስ ውስጥ ውሃ የአልካላይን ionዎችን የሚያፈስበት 'የመስታወት በሽታ' በመባል ይታወቃል። በንድፍ ወቅት እነዚህን አደጋዎች መቀነስ አለብዎት. ለእቃዎችዎ ተስማሚ የአየር ንብረት መቋቋም ክፍሎችን ይግለጹ። ከጨው ጭጋግ ፣ አሲዳማ ዝናብ ፣ ወይም የኢንዱስትሪ መሟሟት የሚያስከትሉ የውስጥ ክፍሎችን ለመከላከል የመከላከያ መስኮቶችን ይጠቀሙ።

የመስታወት አምራቾች የአየር ንብረት መቋቋም (CR)፣ የእድፍ መቋቋም (FR)፣ አሲድ መቋቋም (SR) እና የአልካላይን መቋቋም (AR)ን ጨምሮ ኬሚካላዊ የመከላከያ መረጃዎችን ይሰጣሉ። ደካማ የ CR ደረጃ ያለው ብርጭቆ እርጥበት ባለው አካባቢ ውስጥ ከተተወ ደመናማ ፊልም በፍጥነት ይሠራል። ሚስጥራዊነት ያላቸውን መነጽሮች በታሸገ፣ በናይትሮጅን የተጣራ ኦፕቲካል በርሜሎችን ወደ ውስጥ በማስቀመጥ እንቀንስበታለን። ለውጫዊ ዓላማ ሌንሶች እና ለመከላከያ መስኮቶች እንደ ሳፋይር ወይም ፊውዝድ ሲሊካ ያሉ በጣም የሚቋቋሙ ቁሳቁሶችን እንጠቀማለን።

ሜካኒካል ውጥረት እና የመገጣጠም ግምት

ኦፕቲክስ በጣም ጥብቅ አድርጎ መጫን ከባድ አደጋዎችን ያመጣል. ብርሃንን የሚያዛባ እና የፖላራይዜሽን ግዛቶችን የሚያበላሽ የጭንቀት መንስኤ ብሬፍሪንግ ያስከትላል። ድንጋጤ እና ንዝረት በማጓጓዝ ወይም በሚሠራበት ጊዜ ሜካኒካዊ ጭንቀትን ያመጣሉ. ትክክለኛው የኦፕቲካል ሜካኒካል ዲዛይን ዋናው የመቀነስ ስልት ነው. መስፋፋትን ለመቆጣጠር የአየር ሙቀት ማስተካከያ ዘዴዎችን ይጠቀሙ. ለትግበራው ተስማሚ የመለጠጥ ጥንካሬ ያላቸውን ቁሳቁሶች ይምረጡ. መስተዋቱን ከብረት ቤቶች ለመለየት elastomeric potting ውህዶችን ይጠቀሙ።

የብረት ማቆያ ቀለበት በመስታወት መነፅር ላይ ሲጨብጥ ራዲያል እና አክሲያል ሃይሎችን ይሠራል። የሙቀት መጠኑ ቢቀንስ, የብረት መያዣው ከመስታወቱ በበለጠ ፍጥነት ይቀንሳል, የተጨመቀ ጭነት ይጨምራል. ይህ ጭንቀት የማጣቀሻ ኢንዴክስን በአካባቢው ይለውጣል, የሞገድ ፊት ስህተት ይፈጥራል. ይህንን ልዩነት የማስፋፊያ ስራ ለመምጠጥ ተጣጣፊ ሰቀላዎችን እንቀርጻለን ወይም RTV silicones እንጠቀማለን። እንዲሁም የሚፈቀደውን ከፍተኛ ጭንቀት እናሰላለን በመስታወት ስብራት ጥንካሬ ላይ በመመስረት ከድንጋጤ ሙከራ መትረፍን ለማረጋገጥ።

የአቅርቦት ሰንሰለት እና የመሪ ጊዜ እውነታዎች

ብርቅዬ ወይም የባለቤትነት መስታወት ማቅለጥ የአቅርቦት ሰንሰለት አደጋዎችን ያስተዋውቃል። ነጠላ-ምንጭ አምራቾች አንድ የተወሰነ ማቅለጫ የጥራት ቁጥጥር ካልተሳካ ከባድ የምርት መዘግየት ሊያስከትሉ ይችላሉ. የአቅርቦት ሰንሰለት መቋቋምን ከመጀመሪያው ማረጋገጥ አለቦት። የንድፍ ስርዓቶች መደበኛ, ተሻጋሪ የመስታወት አቻዎችን በመጠቀም. የምርት ተለዋዋጭነትን ለመጠበቅ ከዋና ዋና አምራቾች ጋር ተመጣጣኝ ቁሳቁሶችን ይጠቀሙ. ንድፍዎን በየሁለት ዓመቱ አንድ ጊዜ ብቻ በሚፈስ የመስታወት አይነት አይቆልፉ።

የኦፕቲካል ዲዛይን ሶፍትዌር ከተለያዩ ካታሎጎች (ለምሳሌ ሾት፣ ኦሃራ፣ ሆያ፣ ሲዲጂኤም) አቻ ብርጭቆዎችን እንድንተካ ያስችለናል። ትክክለኛው የማጣቀሻ ኢንዴክስ በአራተኛው የአስርዮሽ ቦታ ላይ በጥቂት አሃዞች ሊለያይ ቢችልም፣ አብዛኛውን ጊዜ የሌንስ ኩርባዎችን ተመሳሳዩን ነገር ለማስተናገድ እንደገና ማሳደግ እንችላለን። ንድፉን ከማጠናቀቅዎ በፊት ሁልጊዜ የመስታወት ማቅለጥ ድግግሞሽ እና ተገኝነት ሁኔታን እንፈትሻለን። 'ተመራጭ' ወይም 'መደበኛ' መነጽሮችን መግለጽ ቋሚ መገኘት እና ዝቅተኛ የጥሬ ዕቃ ዋጋን ያረጋግጣል።

መደምደሚያ

መምረጥ ትክክለኛነት ኦፕቲክስ ፍጹም የሆነ ቁሳቁስ ፍለጋ አይደለም። ለእርስዎ የተለየ የአጠቃቀም ጉዳይ የኦፕቲካል፣ ሜካኒካል እና የአካባቢ ተለዋዋጮችን ማመጣጠን ይጠይቃል። ወደ መስታወት አይነት ከመግባትዎ በፊት የስርዓቱን ኦፕሬሽን ፖስታ መገምገም አለቦት። የቁሳቁስ ምርጫዎን ለማጠናቀቅ እነዚህን ተግባራዊ ሊሆኑ የሚችሉ ቀጣይ ደረጃዎችን ይከተሉ፡-

• ተኳኋኝ ያልሆኑ ንኡስ ንጣፎችን ወዲያውኑ ለማጥፋት የእርስዎን የአሠራር የሞገድ ርዝመት እና የማስተላለፊያ መስፈርቶች ይግለጹ።
• የኦፕቲካል መፍታት ዒላማዎችዎን ለማሳካት አስፈላጊውን የማጣቀሻ ኢንዴክስ እና የስርጭት ገደቦችን ይወስኑ።
• የሜካኒካል አዋጭነትን ለማረጋገጥ በክብደት እና ግልጽ የሆነ ክፍት ቦታ ላይ በመመርኮዝ የአካላዊ ክብደት ገደቦችን አስላ።
• በታሰበው አካባቢ ውስጥ ለመኖር ዋስትና ለመስጠት የኬሚካላዊ መከላከያ እና የሙቀት ባህሪያትን ይከልሱ.
• የማሽን አቅምን እና የአቅርቦት ሰንሰለት አቅርቦትን ለማረጋገጥ በንድፍ ደረጃ መጀመሪያ ላይ ከኦፕቲካል ማምረቻ አጋር ጋር ያማክሩ።

የሚጠየቁ ጥያቄዎች

ጥ: - በኦፕቲካል መስታወት እና በመደበኛ የኢንዱስትሪ መስታወት መካከል ያለው ትክክለኛ ልዩነት ምንድነው?

መ: ከፍተኛ ተመሳሳይነት እና ትክክለኛ የማጣቀሻ ኢንዴክስ ቁጥጥርን ለማረጋገጥ የኦፕቲካል ቁሶች ጥብቅ የማምረቻ ቁጥጥሮችን ያካሂዳሉ። እንደ striae ፣ አረፋዎች እና ብሬፍሪንግ ያሉ ውስጣዊ ጉድለቶችን ለማስወገድ እንደ ቀጣይነት ያለው ቀስቃሽ እና ጥሩ ማደንዘዣ ያሉ የላቁ የሂደት ባህሪያትን ይጠቀማሉ። መደበኛ የኢንደስትሪ መስታወት እነዚህ ቁጥጥሮች ይጎድላቸዋል, ይህም ወደ ብርሃን መበታተን, የሞገድ ፊት መዛባት እና የማይታወቅ የኦፕቲካል አፈፃፀምን ያመጣል.

ጥ: ጥግግት እና የሌንስ ዲያሜትር በኦፕቲካል መስታወት ምርጫ ላይ ምን ተጽዕኖ ያሳድራሉ?

መ: ጥግግት እና የሌንስ ዲያሜትር በቀጥታ የኦፕቲካል መገጣጠሚያውን የመጨረሻ ክብደት ያመለክታሉ። ትላልቅ ግልጽ ክፍተቶች በከፍተኛ መጠን ይጨምራሉ. ይህ ለሞባይል እና ለኤሮስፔስ አፕሊኬሽኖች ወሳኝ ነው፣ የክብደት ገደቦች ጥብቅ ናቸው። ዝቅተኛ የመጠን ቁሳቁሶችን መምረጥ የኦፕቲካል ኃይልን ሳያጠፉ እነዚህን ወሳኝ የክብደት መስፈርቶች ለማሟላት ይረዳል.

ጥ: ለምንድነው የኦፕቲካል ሽፋኖች ለትክክለኛ ኦፕቲክስ እና ለብዙ-ኤለመንቶች ስርዓቶች አስፈላጊ የሆኑት?

መ: ባዶ መስታወት በእያንዳንዱ በይነገጽ ላይ የብርሃን ነጸብራቅ ብርሃንን ያጣል። እንደ ቢኖክዮላስ ባሉ ባለብዙ ሌንሶች ውስጥ ይህ ድምር ኪሳራ የምስል ብሩህነት እና ንፅፅርን በእጅጉ ያዋርዳል። የጸረ-አንጸባራቂ ሽፋኖች የብርሃን ስርጭትን ከፍ ለማድረግ, የሙት ምስሎችን ለማስወገድ እና ውስብስብ የኦፕቲካል ስርዓቶችን ለመጠቀም አስገዳጅ ናቸው.

ጥ፡ ለምንድነው ዝቅተኛ ጥራት ያለው የኦፕቲካል መስታወት ኢንፍሊቲቲ ትኩረትን እና የምስል ግልጽነትን ያበላሻል?

መ: ዝቅተኛ ጥራት ያላቸው ቁሳቁሶች በደካማ ተመሳሳይነት እና ውስጣዊ ጉድለቶች ይሰቃያሉ. እነዚህ በማጣቀሻው ውስጥ ያሉት የቦታ ልዩነቶች መጪውን የሞገድ ፊት ያዛባሉ። ይህ መዛባት ወደ የትኩረት ሽግግር፣ ከፍተኛ የምስል መጥፋት እና በእይታ መስክ ላይ ትክክለኛ የሆነ ገደብ የለሽ ትኩረትን ለመጠበቅ አለመቻልን ያስከትላል።

ጥ: ለኢንፍራሬድ አፕሊኬሽኖች በጣም ጥሩው የሌንስ ቁሳቁስ ምንድነው?

መ፡ መደበኛ ብርጭቆ የኢንፍራሬድ የሞገድ ርዝመቶችን ያግዳል። የኢንፍራሬድ አፕሊኬሽኖች የ IR ብርሃንን ውጤታማ በሆነ መንገድ የሚያስተላልፉ ልዩ ቁሳቁሶችን ያስፈልጉታል. የተለመዱ ምርጫዎች የጀርመኒየም፣ የዚንክ ሰሌናይድ እና የቻልኮጀኒድ መነጽሮች ያካትታሉ። የተወሰነው ምርጫ የሚወሰነው በትክክለኛው የ IR ባንድ, በሙቀት አካባቢ እና በሚፈለገው የሜካኒካዊ ጥንካሬ ላይ ነው.

ጥ፡- የኦፕቲካል መስታወት በጊዜ ሂደት ሊቀንስ ይችላል?

መ: አዎ, በአካባቢ ሁኔታዎች ምክንያት ሊቀንስ ይችላል. ከፍተኛ እርጥበት 'የብርጭቆ በሽታ' ወይም የገጽታ ብክለትን ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም ከመስታወቱ ማትሪክስ ionዎችን በማፍሰስ ስርጭቱን ያበላሻል። የኬሚካላዊ መከላከያ ደረጃዎችን መገምገም እና ተስማሚ መከላከያ ሽፋኖችን ወይም መስኮቶችን ለክፉ አከባቢዎች መለየት በጣም አስፈላጊ ነው.

ጥ: የተጠናቀቀ የኦፕቲካል መስታወት አካልን ጥራት እንዴት ይለካሉ?

መ: ጥራት የሚለካው መደበኛ የሜትሮሎጂ ቴክኒኮችን በመጠቀም ነው። ኢንተርፌሮሜትሪ የገጽታ ትክክለኛነት እና የሞገድ ፊት መዛባትን ይገመግማል። Spectrophotometry በተወሰኑ የሞገድ ርዝመቶች ውስጥ የማስተላለፊያውን ስፔክትራን ያረጋግጣል። ቁጥጥር በሚደረግበት ብርሃን ውስጥ የሚታይ የእይታ ፍተሻ በMIL-PRF-13830B መስፈርቶች መሰረት እንደ ጭረት እና ቁፋሮ ያሉ የገጽታ ጉድለቶችን ይገመግማል።