توليف عدسة فائقة الاتساع (مرفق) لمنطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف

المقدمة

إن توسيع المساحة التي يشاهدها النظام البصري من أجل زيادة محتوى المعلومات والحفاظ على جودة صورة مقبولة سيكون دائمًا مهمة ملحة للآلات الحاسبة الضوئية. هناك العديد من الطرق للحصول على صور بانورامية ، ولكن تظل أنظمة العدسات المركزية هي الأكثر سهولة. إلى جانب ذلك ، من الصعب عدم ملاحظة النمو السريع لاتجاه الأجهزة الإلكترونية الضوئية مثل أنظمة الأشعة تحت الحمراء من النوع "البحث" ، حيث يكون العنصر الوظيفي الرئيسي هو كاشف إشعاع المصفوفة. لا تخلو المواد المستخدمة في إنشاء أنظمة بصرية بالأشعة تحت الحمراء من عيوب ، ولكنها تتمتع بقدرات تصحيحية واسعة نظرًا لارتفاع مؤشرات الانكسار ومعاملات التشتت غير النمطية.






نتيجة الجمع بين الطريحة والنقيضة

بعد الحساب الأولي للأبعاد ، مع الأخذ في الاعتبار معلمات مستقبل الإشعاع ، فإن المرحلة الأولية من تركيب عدسة فائقة الاتساع ذات زاوية تشويه هي إنشاء نظام بصري بانورامي مع مجال رؤية نصف كروي (قبة كاملة) 180 × 360 درجة ، يتكون من مرفق بؤري (محول) في شكل نظام تلسكوبي Galileo وعدسة أساسية ، مزيد من المحاذاة من خلال فتحة الحجاب الحاجز المشتركة والتحسين المشترك. [1 ، 2] عند إنشائها ثم تصحيح الانحرافات ، يكون استخدام الطرق التركيبية أكثر فاعلية [3]. علاوة على ذلك ، من جانب فضاء الأشياء ، يتم إرفاق هلالة محدبة مقعرة (منتشرة) مع معامل انكسار عالي وقيمة منخفضة للطاقة الضوئية بالنظام البصري الناتج. دعنا نسمي هذا المكون ملحق الزاوية فائقة الاتساع.المرحلة التالية من التوليف هي زيادة تكرارية في المجال الزاوي إلى حقل معين مع تحسين المفصل. يتم استخدام أنصاف أقطار الانحناء والسمك كقيم متغيرة ، مع قيود التصميم اللازمة. تبلغ خطوة زيادة المجال الزاوي حوالي 2-0.5 درجة ، مع انخفاض تدريجي عند الوصول إلى قيم عالية ويتم تحديث وظيفة الهدف الأساسية في كل خطوة تحسين.





في إحدى دورات التحسين ، ستتجاوز قيمة نصف قطر انحناء السطح الثاني ، وبالتالي السطح الأول للمرفق ذي الزاوية فائقة الاتساع ، قيمة نصف قطر الضوء. وبالتالي ، فإن العدسة الناتجة ستكون شبه كروية ، وهو أمر غير مرغوب فيه للغاية من وجهة نظر بناءة. مثال على عدسة من ستة عناصر مع عناصر نصف كروية مفرطة ومجال زاوي 320 درجة في الارتفاع و 360 درجة في السمت مبين في الشكل. 1.





الشكل:  1. عدسة ذات نصف قطر كروي من انحناء
الشكل: 1. عدسة ذات نصف قطر كروي من انحناء

, , . (. 1). «Zemax». [4] , , .





1.

















1





2





1





XZ/YZ





SAG(X/Y)





2 ()









2









CVVA





2 ()









3









RECI





2 ()









4









DIFF





3 ()





1 ()





5









OPGT





4 ()









, , , – , , .





: ; 2ω=180°; ; 2ω≥300° .





, , , , 90º, .






(. 2). Δλ=3,6÷4,9 , 512×512 ( ) 15 , 8 24 . , , . 2.





2.

















,





4





5





2ω, .





180





300





f',





3,2





1,9





,





150





190





K





3





y’,





7,68





Δλ,





3,6÷4,9





الشكل:  2. نظام بصري بانورامي مزود بزاوية فائقة الاتساع قابلة للاستبدال.  في سياق الحزم ، تم استخدام المواد التالية من العناصر البصرية في النظام: Si ، ZnSe ، ZnSe ، Al2O3 ، ZnSe.
. 2. . : Si, ZnSe, ZnSe, Al2O3, ZnSe.

. 0,5 (. 3). 0,3 (. 4). () (. 5). (. 6). , 95%, ( ) , 100% [5]. .





الشكل:  3. دالة الانعراج لتركيز الطاقة في المنطقة المربعة (تحويل فورييه السريع (FFT))
. 3. ( ())
الشكل:  4. وظيفة نقل تعديل الانعراج متعدد الألوان (FFT)
. 4. ()
الشكل:  5. أخطاء واجهة الموجة RMS مقابل المجال
. 5.
الشكل:  6. مخطط بقعة مبعثرة
. 6.

() – [6]. , , F-θ ( ω=θ), . 25% (. 7). , .1, , , .





الشكل:  7. انحناء المجال وتشويه F θ
. 7. F-θ

360°×360°, . , , , - , , 120°, 240° (. 8).





الشكل:  8. مجمع بصري إلكتروني شامل ثنائي القناة
. 8. -

.





, .





, , , . , . , . , , . [7] , , [8], , . , , .





. -, , : -, -, -, - ..






  1. .., .. - // - "". 2018. . 17. №3. . 47-54.





  2. .., .. // « ». 2018. 9. №6. . 74-75.





  3. .. .: . «», 2011. 384 .





  4. ZEMAX® Optical design program. User’s guide. Tucson, Arizona, USA: Zemax LLC, 2014. 879 p.





  5. .. , .. «» .: , 2004. 444 .





  6. C. Hughes, P. Denny, E. Jones, M. Glavin Accuracy of fish-eye lens models // APPLIED OPTICS. 2010. V. 49. №17. P. 3338-3347.





  7. M. Vollmer, K-P. Möllmann Infrared Thermal Imaging. Fundamentals, Research and Applications. Second Edition, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2018.





  8. J.W. Howard, I.R. Abel Narcissus: reflections on retroreflections in thermal imaging systems // APPLIED OPTICS. 1982. V. 21. №18. P. 3393-3397.












All Articles