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Los principios de diseño del sistema óptico infrarrojo

El sistema óptico infrarrojo se refiere al sistema que trabaja en la banda infrarroja de la onda óptica, que es el sistema óptico que recibe o envía infrarrojos ondas de luz. En general, el sistema óptico infrarrojo es una categoría de sistema óptico, que no es diferente de otros sistemas ópticos en la recepción, transmisión, formación de imágenes y otros conceptos ópticos de energía luminosa. Sin embargo, debido a la región infrarroja de la longitud de onda de trabajo del sistema óptico infrarrojo y al detector fotoeléctrico como elemento receptor, tiene sus propias características, diferentes del sistema óptico general.

El rango de longitud de onda del sistema óptico infrarrojo tiende a ser amplio, y hay pocos tipos de materiales de transmisión infrarrojos disponibles en la actualidad. La corrección de la aberración, especialmente la aberración cromática, es muy difícil. Por lo tanto, el sistema óptico infrarrojo adopta el sistema de reflexión no esférica o refracción - sistema de reflexión en la estructura. Con la expansión continua del alcance de la aplicación infrarroja y el desarrollo continuo de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas, el objetivo proyectivo no puede cumplir con los requisitos de gran campo y gran apertura. Por lo tanto, en los últimos años, los materiales de cristal de alto índice de refracción y baja dispersión se han utilizado ampliamente para varias lentes de refracción. El sistema óptico infrarrojo es un detector de infrarrojos. Para mejorar la sensibilidad de detección, aumentar la relación señal-ruido, el sistema UTILIZA el paquete de lentes de inmersión en vivo, lentes de campo y conos de luz del sistema de condensación secundario (también conocido como sistema óptico detector) y un motor de luz de escaneo con Todo tipo de escáner óptico. Desde el principio del diseño, la mayoría de los sistemas ópticos infrarrojos se diseñan utilizando ópticas geométricas.

Las características del sistema óptico infrarrojo

Debido a las propiedades únicas de la radiación infrarroja, en comparación con el sistema óptico general, especialmente el sistema visual y fotográfico, el sistema óptico infrarrojo tiene características diferentes.

1) la banda de radiación de la fuente de radiación infrarroja se encuentra en la zona invisible por encima de 1 um. El vidrio óptico ordinario no es transparente a 2,5 um. De todos los materiales que son posibles de penetrar en longitudes de onda infrarrojas, solo unos pocos materiales tienen las propiedades mecánicas necesarias y se les puede dar un tamaño determinado. Esto restringe en gran medida la aplicación del sistema de lentes en el diseño del sistema óptico infrarrojo, lo que hace que el tipo de reflexión y el sistema óptico reflejo ocupen una posición más importante.

2) casi todos los sistemas infrarrojos son sistemas optoelectrónicos. Su receptor no es el sueño de una persona o una placa fotográfica, sino una variedad de dispositivos optoelectrónicos. Por lo tanto, el rendimiento y la calidad del sistema óptico correspondiente deben basarse en la sensibilidad y la relación señal/ruido del sistema óptico, más que en la resolución del sistema óptico. Esto se debe a que la resolución tiende a estar limitada por el tamaño del dispositivo fotoeléctrico, lo que reduce los requisitos del sistema óptico en consecuencia.

3) campo pequeño y gran apertura. En el caso del detector de la unidad de aplicación, debido a que el detector infrarrojo tiene un área de recepción más pequeña, el campo óptico del sistema óptico infrarrojo general no es muy grande y la aberración exterior del eje puede considerarse menor.
Debido a que el sistema de reflexión no tiene diferencia de color, en la mayoría de los casos, es posible que dicho sistema de reflexión elimine la bola y satisfaga la condición sinusoidal. Al mismo tiempo, los requisitos de dichos objetos del sistema no son demasiado altos y requieren una alta sensibilidad. Por lo tanto, se adoptan la mayoría de los sistemas ópticos con apertura relativa grande, es decir, F pequeña. En general, debido a la limitación del procesamiento, el número de F es 2-3.

4) la aplicación de varios escáneres se ha vuelto cada vez más, para lograr el objetivo de escanear el objetivo espacial mediante el seguimiento del calentamiento de las tecnologías de imágenes y de imágenes térmicas. El escáner se puede colocar antes del sistema de imágenes, que tiene un gran tamaño y un alto consumo de energía, pero tiene un impacto mínimo en la calidad de imagen del sistema óptico. Además, el sistema óptico con este sistema de escaneo requiere la distancia focal trasera del principal y algunos requisitos especiales para el mismo.

5) la longitud de onda de la banda infrarroja es entre 5 y 20 veces mayor que la de la luz visible. De esta forma, la temperatura del sistema de imagen térmica es más baja debido al límite de difracción, lo que significa que el sistema de imagen térmica con alta resolución debe tener una gran apertura. Esto hace que el sistema sea pesado y costoso.

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