Инфракрасная оптика – Инфракрасная оптика

Инфракрасная оптика

Некоторые оптические материалы,
используемые в инфракрасномдиапазоне имеют очень большой показатель
преломления. Например угерманияпоказатель преломления близок к 4.1 .
Такие материалы требуют обязательного
просветления.

Текстурированные покрытия

Добиться отражения можно с помощью
текстурирования поверхности, то есть
создания на ней массива из конусообразных
рассеивателей или двумерных канавок.
Такой способ был впервые обнаружен при
изучении структуры глаза некоторых
видов мотыльков. Наружная поверхность
роговицы глаза таких мотыльков, играющая
роль линзы, покрыта сетью конусообразных
пупырышек, называемых роговичными
сосками, обычно высотой не больше 300 нм
и примерно таким же расстоянием между
ними. Поскольку длина волны видимого
света больше размера пупырышек, их
оптические свойства могут описываться
с помощью приближения эффективной
среды. Согласно этому приближению свет
распространяется через них так же, как
если бы он распространялся через среду
с непрерывно меняющейся эффективной
диэлектрической проницаемостью. Это в
свою очередь приводит к уменьшению
коэффициента отражения, что позволяет
мотылькам хорошо видеть темноте, а также
оставаться незамеченными для хищников
вследствие уменьшения отражательной
способности от глаз.

Текстурированная поверхность обладает
антиотражающими свойствами также и в
коротковолновом пределе, при длинах
волн много меньших характерного размера
текстуры. Это связано с тем, что лучи,
первоначально отразившиеся от
текстурированной поверхности, имеют
шанс все же проникнуть в среду при
последующих переотражениях. При этом
текстурирование поверхности создает
условия, при которых прошедший луч может
отклониться от нормали, что ведет к
эффекту запутывания прошедшего света
(англ. — light trapping), используемому, например,
в солнечных элементах.

В длинноволновом пределе (длины волны
больше размера текстуры) для расчета
отражения можно использовать приближение
эффективной среды. В коротковолновом
пределе (длины волны меньше размера
текстуры) для расчета отражения можно
использовать метод
трассировки лучей
. В случае,
когда длина волны сопоставима с размером
текстуры, отражение можно рассчитать
только путем численного решения уравнений
Максвелла. Антиотражающие свойства
текстурированных покрытий хорошо
изучены в литературе для широкого
диапазона длин волн[1][2].
.

Тессар (др.-греч.Τέσσερες— четыре) — тип (марка)объектива.

Разработан доктором Паулем
Рудольфом
, и запатентован[1]25
апреля
1902фирмой «Carl
Zeiss
». Имеет конструкцию из 4
элементов в трёх группах, где 3-я и 4-я
линза склеены. Лепесткидиафрагмыразмещаются перед задним компонентом.

Вопреки распространённому мнению,
тессарне был усовершенствованиемтриплета,
хотя и может рассматриваться как его
логическое продолжение. Тессар разработан
независимо как развитие схемы объектива«Протар»(4 линзы в 2 группах), того же д-раПауля
Рудольфа
.

имеет несколько бо́льшую светосилу,
чем классическийтриплет,
и лучшую коррекциюаберраций.
Дает резкое и контрастное изображение,
за что и получил прозвище «Орлиный
глаз».

Выпускался по лицензии такими фирмами,
как Bausch&Lomb Optical CO. в США, F.Koristka в Италии,
E.Krauss во Франции и Ross Ltd в Англии. По
истечении срока действия патента
оптическая схема тессарабыла
воспроизведена многими оптическими
фирмами в объективах: «Индустар»
(СССР),
«Эльмар»
(Эрнст
Ляйтц, сегодня Leica Camera
), «Роккор»
(Минолта).

Количество объективов данного типа,
выпущенных с 1902
года
до настоящего времени,
превысило 100 миллионов.

Передний элемент Тессара может быть
заменён для получения длиннофокусного
или широкоугольного объектива. В 1957
году «Карл Цейс» выпустил длиннофокусные
Про-Тессар 85/4, 115/4 и широкоугольный
Про-Тессар 35/4 для использования в
зеркальных камерах Zeiss Ikon Contaflex моделей
III, IV, Rapid, Super, Super (new), Super B, Super BC и S.[2]

Объектив Carl Zeiss Tessar 50/2.8 на
камере Zeiss
Ikon
Contessa

Объектив Carl Zeiss Tessar в смартфонеNokia
5800

Дифракцио́нный преде́л— это
минимальное значение размера пятна,
которое можно получить, фокусируяэлектромагнитное
излучение
. Меньший размер пятна
не позволяет получить явлениедифракцииэлектромагнитных волн.

Дифракционный предел был открыт в 1873
году Эрнстом
Аббе
.

Минимальный дифракционный предел
определяется формулой dmin=λ/2n, где
λ — длина электромагнитной волны ввакууме,
n —показатель
преломления
среды. Иногда под
дифракционным пределом понимается не
линейный, а угловой размер, определяемый
по формуле ψmin=1,22*λ/D (критерийРэлея[1],
предложен в 1879 году), где D —апертураоптического прибора.

Дифракционный предел накладывает
ограничения на характеристики оптических
приборов:

  • Оптический микроскопне способен различать объекты, размер
    которых меньше значения λ/(2·n·sinθ), где
    θ — так называемый апертурный угол (у
    хороших микроскопов θ близок к 90°, и
    следовательно, предельное разрешение
    близко к дифракционному пределу λ/2n).

  • При изготовлении микросхемметодомфотолитографииминимальный размер каждого элемента
    микросхемы не может быть меньше
    дифракционного предела, что ограничивает
    совершенствованиетехпроцесса.

  • Принцип действия оптического
    диска
    заключается в считывании
    информации сфокусированным лучомлазера,
    поэтому дифракционный предел накладывает
    ограничение на максимальную плотность
    информации.

  • Разрешающая способность телескопане может быть больше ψmin(т.е. два
    точечных источника света, расположенные
    на угловом расстоянии меньше ψmin,
    будут наблюдаться как один источник).
    Однако, разрешение земных оптических
    телескопов ограничивает не дифракционный
    предел, а атмосферные искажения
    (дифракционный предел самых больших
    телескопов составляет порядка 0.01
    угловой секунды, но из-за атмосферных
    искажений реальное разрешение обычно
    не превышает 1 секунду). В то же время,
    разрешениерадиотелескоповирадиоинтерферометров,
    а также космических телескопов,
    ограничивается именно дифракционным
    пределом.

studfiles.net

Инфракрасная оптика

Некоторые оптические материалы,
используемые в инфракрасномдиапазоне имеют очень большой показатель
преломления. Например угерманияпоказатель преломления близок к 4.1 .
Такие материалы требуют обязательного
просветления.

Текстурированные покрытия

Добиться отражения можно с помощью
текстурирования поверхности, то есть
создания на ней массива из конусообразных
рассеивателей или двумерных канавок.
Такой способ был впервые обнаружен при
изучении структуры глаза некоторых
видов мотыльков. Наружная поверхность
роговицы глаза таких мотыльков, играющая
роль линзы, покрыта сетью конусообразных
пупырышек, называемых роговичными
сосками, обычно высотой не больше 300 нм
и примерно таким же расстоянием между
ними. Поскольку длина волны видимого
света больше размера пупырышек, их
оптические свойства могут описываться
с помощью приближения эффективной
среды. Согласно этому приближению свет
распространяется через них так же, как
если бы он распространялся через среду
с непрерывно меняющейся эффективной
диэлектрической проницаемостью. Это в
свою очередь приводит к уменьшению
коэффициента отражения, что позволяет
мотылькам хорошо видеть темноте, а также
оставаться незамеченными для хищников
вследствие уменьшения отражательной
способности от глаз.

Текстурированная поверхность обладает
антиотражающими свойствами также и в
коротковолновом пределе, при длинах
волн много меньших характерного размера
текстуры. Это связано с тем, что лучи,
первоначально отразившиеся от
текстурированной поверхности, имеют
шанс все же проникнуть в среду при
последующих переотражениях. При этом
текстурирование поверхности создает
условия, при которых прошедший луч может
отклониться от нормали, что ведет к
эффекту запутывания прошедшего света
(англ. — light trapping), используемому, например,
в солнечных элементах.

В длинноволновом пределе (длины волны
больше размера текстуры) для расчета
отражения можно использовать приближение
эффективной среды. В коротковолновом
пределе (длины волны меньше размера
текстуры) для расчета отражения можно
использовать метод
трассировки лучей
. В случае,
когда длина волны сопоставима с размером
текстуры, отражение можно рассчитать
только путем численного решения уравнений
Максвелла. Антиотражающие свойства
текстурированных покрытий хорошо
изучены в литературе для широкого
диапазона длин волн[1][2].
.

Тессар (др.-греч.Τέσσερες— четыре) — тип (марка)объектива.

Разработан доктором Паулем
Рудольфом
, и запатентован[1]25
апреля
1902фирмой «Carl
Zeiss
». Имеет конструкцию из 4
элементов в трёх группах, где 3-я и 4-я
линза склеены. Лепесткидиафрагмыразмещаются перед задним компонентом.

Вопреки распространённому мнению,
тессарне был усовершенствованиемтриплета,
хотя и может рассматриваться как его
логическое продолжение. Тессар разработан
независимо как развитие схемы объектива«Протар»(4 линзы в 2 группах), того же д-раПауля
Рудольфа
.

имеет несколько бо́льшую светосилу,
чем классическийтриплет,
и лучшую коррекциюаберраций.
Дает резкое и контрастное изображение,
за что и получил прозвище «Орлиный
глаз».

Выпускался по лицензии такими фирмами,
как Bausch&Lomb Optical CO. в США, F.Koristka в Италии,
E.Krauss во Франции и Ross Ltd в Англии. По
истечении срока действия патента
оптическая схема тессарабыла
воспроизведена многими оптическими
фирмами в объективах: «Индустар»
(СССР),
«Эльмар»
(Эрнст
Ляйтц, сегодня Leica Camera
), «Роккор»
(Минолта).

Количество объективов данного типа,
выпущенных с 1902
года
до настоящего времени,
превысило 100 миллионов.

Передний элемент Тессара может быть
заменён для получения длиннофокусного
или широкоугольного объектива. В 1957
году «Карл Цейс» выпустил длиннофокусные
Про-Тессар 85/4, 115/4 и широкоугольный
Про-Тессар 35/4 для использования в
зеркальных камерах Zeiss Ikon Contaflex моделей
III, IV, Rapid, Super, Super (new), Super B, Super BC и S.[2]

Объектив Carl Zeiss Tessar 50/2.8 на
камере Zeiss
Ikon
Contessa

Объектив Carl Zeiss Tessar в смартфонеNokia
5800

Дифракцио́нный преде́л— это
минимальное значение размера пятна,
которое можно получить, фокусируяэлектромагнитное
излучение
. Меньший размер пятна
не позволяет получить явлениедифракцииэлектромагнитных волн.

Дифракционный предел был открыт в 1873
году Эрнстом
Аббе
.

Минимальный дифракционный предел
определяется формулой dmin=λ/2n, где
λ — длина электромагнитной волны ввакууме,
n —показатель
преломления
среды. Иногда под
дифракционным пределом понимается не
линейный, а угловой размер, определяемый
по формуле ψmin=1,22*λ/D (критерийРэлея[1],
предложен в 1879 году), где D —апертураоптического прибора.

Дифракционный предел накладывает
ограничения на характеристики оптических
приборов:

  • Оптический микроскопне способен различать объекты, размер
    которых меньше значения λ/(2·n·sinθ), где
    θ — так называемый апертурный угол (у
    хороших микроскопов θ близок к 90°, и
    следовательно, предельное разрешение
    близко к дифракционному пределу λ/2n).

  • При изготовлении микросхемметодомфотолитографииминимальный размер каждого элемента
    микросхемы не может быть меньше
    дифракционного предела, что ограничивает
    совершенствованиетехпроцесса.

  • Принцип действия оптического
    диска
    заключается в считывании
    информации сфокусированным лучомлазера,
    поэтому дифракционный предел накладывает
    ограничение на максимальную плотность
    информации.

  • Разрешающая способность телескопане может быть больше ψmin(т.е. два
    точечных источника света, расположенные
    на угловом расстоянии меньше ψmin,
    будут наблюдаться как один источник).
    Однако, разрешение земных оптических
    телескопов ограничивает не дифракционный
    предел, а атмосферные искажения
    (дифракционный предел самых больших
    телескопов составляет порядка 0.01
    угловой секунды, но из-за атмосферных
    искажений реальное разрешение обычно
    не превышает 1 секунду). В то же время,
    разрешениерадиотелескоповирадиоинтерферометров,
    а также космических телескопов,
    ограничивается именно дифракционным
    пределом.

studfiles.net

оригинальный проект инженеров из США / King Servers corporate blog / Habr

Группа разработчиков из США предложила заменить оптоволокно в ЦОД приемопередатчиками инфракрасного излучения. По их словам, для этого не нужны слишком дорогие элементы, а пространства в дата-центре такие системы будут занимать немного. В современных дата-центрах используется все больше проводов, которые объединяют как отдельные серверы, так и целые сетевые системы. Громадье проводов часто доставляет неудобства, хотя некоторые операторы ЦОД справляются с этой проблемой очень даже неплохо.

Так вот, группа инженеров из США, многие из которых работают в Пенсильванском университете (США) создали систему из передатчиков и приемников ИК-волн специально для дата-центров. В принципе, это уже не первая попытка избавиться в ЦОД от проводов, но прежние проекты развития не получали в силу ряда проблем. Одна из основных — расфокусировка при увелиичении расстояния между приемником и передатчиком. ЦОД-ы сейчас довольно большие, так что решить эту проблему было непросто. Но у команды текущего проекта это получилось.


О результатах своей работы представители Пенсильванского университета заявили на конференции Photonics West 2017. Они использовали оптические системы (объективы) с невысокой ценой. Тем не менее, авторы работы научились получать инфракрасные лучи с практически нулевым уровнем интерференции даже при помощи такого оборудования. Пропускная способность «тепловой сети», по словам представителей команды проекта, высока, хотя точные параметры ими не заявлены. Ограничений по количеству соединений нет.

Новинка получила название Free-space optical Inter-Rack nEtwork with high FLexibilitY (Firefly). У нее уникальная архитектура, которая разработана на основе результатов прежних проектов, как ученых из Пенсильванского университета, так и специалистов из Университета Карнеги-Меллона и Нью-Йоркского университета.

Для обеспечения работы Firefly необходимо устанавливать в верхней части серверных стоек специальные модули: инфракрасные лазеры и приемники. Конфигурацию модулей можно быстро изменять, а также нацеливать на любую из стоек ЦОД. Приемник, получая инфракрасный сигнал, направляет его уже в волоконно-оптический кабель. И уже по кабелю данные направляются в нужный сервер или сетевое устройство. По словам разработчиков, Firefly почти не требует сервисного обслуживания и способна работать в автоматическом режиме длительное время.

Позиционируются приемники и излучатели при помощи миниатюрных сервоприводов. Также при необходимости можно изменять направление зеркал микроэлектромеханических систем. Диаметр таких зеркал составляет всего 2 мм. Потребляемая мощность микроэлектромеханической системы — менее 1 мВт.

Система, о которой идет речь, вовсе не является кустарной, она может работать внутри ЦОД с десятками и даже сотнями тысяч серверов. Чем больше серверов в дата-центре, тем больше требуется кабелей. Особенности инфраструктуры ЦОД приводят к появлению «узких мест» со сниженной пропускной способностью. Если же использовать инфракрасную систему передачи данных, проблемы подобного рода не возникают. Во всяком случае, так утверждают разработчики.

Что касается испытаний в «поле», то Firefly еще не тестировалась в работе с большим количеством серверов. Пока есть лишь прототип системы небольшого масштаба, который работает без всяких проблем. В рамках этой системы инженеры продемонстрировали передачу двунаправленного потока данных со скоростью в 10 Гбит/с. Уровень ошибок невысокий и не превышает норму. Что касается длины волны лазера, она составляет 1550 нанометров — именно такая длина волны излучения в большинстве оптоволоконных систем.

habr.com

Инфракрасная оптика

Некоторые оптические материалы,
используемые в инфракрасномдиапазоне имеют очень большой показатель
преломления. Например угерманияпоказатель преломления близок к 4.1 .
Такие материалы требуют обязательного
просветления.

Текстурированные покрытия

Добиться отражения можно с помощью
текстурирования поверхности, то есть
создания на ней массива из конусообразных
рассеивателей или двумерных канавок.
Такой способ был впервые обнаружен при
изучении структуры глаза некоторых
видов мотыльков. Наружная поверхность
роговицы глаза таких мотыльков, играющая
роль линзы, покрыта сетью конусообразных
пупырышек, называемых роговичными
сосками, обычно высотой не больше 300 нм
и примерно таким же расстоянием между
ними. Поскольку длина волны видимого
света больше размера пупырышек, их
оптические свойства могут описываться
с помощью приближения эффективной
среды. Согласно этому приближению свет
распространяется через них так же, как
если бы он распространялся через среду
с непрерывно меняющейся эффективной
диэлектрической проницаемостью. Это в
свою очередь приводит к уменьшению
коэффициента отражения, что позволяет
мотылькам хорошо видеть темноте, а также
оставаться незамеченными для хищников
вследствие уменьшения отражательной
способности от глаз.

Текстурированная поверхность обладает
антиотражающими свойствами также и в
коротковолновом пределе, при длинах
волн много меньших характерного размера
текстуры. Это связано с тем, что лучи,
первоначально отразившиеся от
текстурированной поверхности, имеют
шанс все же проникнуть в среду при
последующих переотражениях. При этом
текстурирование поверхности создает
условия, при которых прошедший луч может
отклониться от нормали, что ведет к
эффекту запутывания прошедшего света
(англ. — light trapping), используемому, например,
в солнечных элементах.

В длинноволновом пределе (длины волны
больше размера текстуры) для расчета
отражения можно использовать приближение
эффективной среды. В коротковолновом
пределе (длины волны меньше размера
текстуры) для расчета отражения можно
использовать метод
трассировки лучей
. В случае,
когда длина волны сопоставима с размером
текстуры, отражение можно рассчитать
только путем численного решения уравнений
Максвелла. Антиотражающие свойства
текстурированных покрытий хорошо
изучены в литературе для широкого
диапазона длин волн[1][2].
.

Тессар (др.-греч.Τέσσερες— четыре) — тип (марка)объектива.

Разработан доктором Паулем
Рудольфом
, и запатентован[1]25
апреля
1902фирмой «Carl
Zeiss
». Имеет конструкцию из 4
элементов в трёх группах, где 3-я и 4-я
линза склеены. Лепесткидиафрагмыразмещаются перед задним компонентом.

Вопреки распространённому мнению,
тессарне был усовершенствованиемтриплета,
хотя и может рассматриваться как его
логическое продолжение. Тессар разработан
независимо как развитие схемы объектива«Протар»(4 линзы в 2 группах), того же д-раПауля
Рудольфа
.

имеет несколько бо́льшую светосилу,
чем классическийтриплет,
и лучшую коррекциюаберраций.
Дает резкое и контрастное изображение,
за что и получил прозвище «Орлиный
глаз».

Выпускался по лицензии такими фирмами,
как Bausch&Lomb Optical CO. в США, F.Koristka в Италии,
E.Krauss во Франции и Ross Ltd в Англии. По
истечении срока действия патента
оптическая схема тессарабыла
воспроизведена многими оптическими
фирмами в объективах: «Индустар»
(СССР),
«Эльмар»
(Эрнст
Ляйтц, сегодня Leica Camera
), «Роккор»
(Минолта).

Количество объективов данного типа,
выпущенных с 1902
года
до настоящего времени,
превысило 100 миллионов.

Передний элемент Тессара может быть
заменён для получения длиннофокусного
или широкоугольного объектива. В 1957
году «Карл Цейс» выпустил длиннофокусные
Про-Тессар 85/4, 115/4 и широкоугольный
Про-Тессар 35/4 для использования в
зеркальных камерах Zeiss Ikon Contaflex моделей
III, IV, Rapid, Super, Super (new), Super B, Super BC и S.[2]

Объектив Carl Zeiss Tessar 50/2.8 на
камере Zeiss
Ikon
Contessa

Объектив Carl Zeiss Tessar в смартфонеNokia
5800

Дифракцио́нный преде́л— это
минимальное значение размера пятна,
которое можно получить, фокусируяэлектромагнитное
излучение
. Меньший размер пятна
не позволяет получить явлениедифракцииэлектромагнитных волн.

Дифракционный предел был открыт в 1873
году Эрнстом
Аббе
.

Минимальный дифракционный предел
определяется формулой dmin=λ/2n, где
λ — длина электромагнитной волны ввакууме,
n —показатель
преломления
среды. Иногда под
дифракционным пределом понимается не
линейный, а угловой размер, определяемый
по формуле ψmin=1,22*λ/D (критерийРэлея[1],
предложен в 1879 году), где D —апертураоптического прибора.

Дифракционный предел накладывает
ограничения на характеристики оптических
приборов:

  • Оптический микроскопне способен различать объекты, размер
    которых меньше значения λ/(2·n·sinθ), где
    θ — так называемый апертурный угол (у
    хороших микроскопов θ близок к 90°, и
    следовательно, предельное разрешение
    близко к дифракционному пределу λ/2n).

  • При изготовлении микросхемметодомфотолитографииминимальный размер каждого элемента
    микросхемы не может быть меньше
    дифракционного предела, что ограничивает
    совершенствованиетехпроцесса.

  • Принцип действия оптического
    диска
    заключается в считывании
    информации сфокусированным лучомлазера,
    поэтому дифракционный предел накладывает
    ограничение на максимальную плотность
    информации.

  • Разрешающая способность телескопане может быть больше ψmin(т.е. два
    точечных источника света, расположенные
    на угловом расстоянии меньше ψmin,
    будут наблюдаться как один источник).
    Однако, разрешение земных оптических
    телескопов ограничивает не дифракционный
    предел, а атмосферные искажения
    (дифракционный предел самых больших
    телескопов составляет порядка 0.01
    угловой секунды, но из-за атмосферных
    искажений реальное разрешение обычно
    не превышает 1 секунду). В то же время,
    разрешениерадиотелескоповирадиоинтерферометров,
    а также космических телескопов,
    ограничивается именно дифракционным
    пределом.

studfiles.net

Инфракрасная оптика — Справочник химика 21





    II. Наилучшие акустические св-ва у особо чистого стекла I. Произ-во прозрачного отекла начинается с предварительной обработки природного сырья, к-рое подвергают дроблению, обогащению и классификации на фракции крупки от 0,1 -4- 0,5 до 10 25 мм. Прозрачное оптическое получают газопламенным наплавлением крупки (0,2 мм) в водороднокислородном пламени, прозрачное особо чистое стекло — плавлением чистейшей синтетической двуокиси кремния, а также высокотемпературным парофазным гидролизом или парофазным окислением тетрахлорида кремния в кислородной низкотемпературной плазме. Для получения прозрачного технического стекла крупку кварца плавят в индукционных электр. печах при т-ре выше 2000 С. Чтобы удалить пузырьки из чрезвычайно вязкого расплава, плавку ведут в разреженной среде при давлении около 1 плавки давление повышают до атмосферного либо до 25—50 ат. Прозрачное оптическое стекло применяют для устройств ультрафиолетовой и инфракрасной оптики (линз, ламп, трубок излучения). [c.561]








    Для инфракрасной оптики применяются искусственные кристаллы йодида-бромида таллия, обладающие большой пропускной способностью инфракрасных лучей. [c.427]

    Инфракрасный оптико-акустический газоанализатор ГИП-ЮМБ представляет собой автоматический, непрерывно действующий прибор для определения микроконцентраций оксида и диоксида углерода в воздухе производственных помещений и в технологических смесях  [c.164]

    Важной областью использования германия является инфракрасная оптика, так как лучи [c.627]

    Из элементарного германия изготавливают линзы для приборов инфракрасной оптики (германий прозрачен для инфракрасных лучей), дозиметры ядерных частиц, анализаторы в рентгеновской спектроскопии. Германий с добавкой индия применяется для низкотемпературных термометров сопротивления, работающих при температуре жидкого гелия [53]. Предложены германийсодержащие магнитные сплавы [54.1 [c.173]

    Ситаллы обладают высокой механической прочностью и термостойкостью, водоустойчивы и газонепроницаемы, характеризуются низким коэффициентом расширения, высокой диэлектрической проницаемостью и низкими диэлектрическими потерями. Они применяются для изготовления трубопроводов, химических реакторов, деталей насосов, фильер для формования синтетических волокон, в качестве футеровки электролизных ванн и материала для инфракрасной оптики, в электротехнической и электронной промышленности. [c.57]

    И. цезия. С51. Растворимые в воде кристаллы применяется для создания инфракрасной оптики, как люминофор для флуоресцирующих экранов. [c.160]

    Тонкие пленки германия, нанесенные на стекло, применялись в качестве сопротивлений в радарных установках еще в сороковых годах и продолжают применяться в радиотехнике и в настоящее время. Металлический германий в виде монокристаллов применяется в качестве линз для приборов инфракрасной оптики, играющей в современной науке и технике очень важную роль. Порошок металлического германия применяется для микрофонных устройств и для металлокерамических изделий. [c.226]

    Интерметаллические соединения галлия находят применение в высокотемпературных выпрямителях и транзисторах. Галлий применяется также в инфракрасной оптике. Хлорид галлия нашел применение в качестве катализатора в органическом синтезе. находит применение в диагностике рака [361]. [c.40]

    Прогресс, достигнутый в последнее время в области автоматики, радиоэлектроники и преобразования различных видов энергии, в большой мере обусловлен применением германия в полупроводниковой технике. Он используется для изготовления полупроводниковых элементов — диодов и триодов (транзисторов), заменяющих собой обычные вакуумные радиолампы и отличающихся от них малыми размерами, устойчивостью к вибрации, долговечностью и меньшим расходом электроэнергии. Эти полупроводниковые элементы изготавливаются десятками и сотнями миллионов штук в год [П. Германиевые выпрямители по сравнению с селеновыми имеют больший коэффициент полезного действия при меньших размерах вследствие этого они находят все большее применение. Есть силовые германиевые выпрямители, пропускающие ток в десятки тысяч ампер. Применяются германиевые датчики эффекта Холла и многие другие полупроводниковые устройства [2. В последнее время большое внимание уделяется устройствам с применением монокристаллических германиевых пленок. Из элементарного германия изготавливают линзы для приборов инфракрасной оптики (германий прозрачен для инфракрасных лучей), дозиметры ядерных частиц, анализаторы в рентгеновской спектроскопии. Германий с добавкой индия применяется для низкотемпературных термометров сопротивления, работающих при температуре жидкого гелия [2]. [c.349]

    Оптические системы в приборах инфракрасной техники состоят из тех же элементов и используются для тех же целей, что и у приборов, предназначенных для видимой области спектра. Отличие заключается только в том, что инфракрасная оптика используется в области невидимого ИК-излучения, собирая и концентрируя его на приемниках лучистой энергии или отражая к направляя излучение от различных источников ИК-области спектра. [c.147]

    С одной стороны, для некоторых отраслей техники, как, например, инфракрасная оптика или лазерная техника, требуются монокристаллы разного рода соединений высокой степени чистоты. С другой стороны, применение зонной плавки к металлам иногда затруднено высокой температурой плавления или большой химической активностью металла. Иногда те или иные примеси не отделяются при зонной плавке металла в силу неблагоприятных коэффициентов распределения. В таких случаях ра- [c.40]

    Сопоставление областей стеклообразования в тройных халькогенидных системах, образованных элементами IV—V—VI А групп периодической системы, проведено также в работе [6]. С целью получения стекол, пригодных для инфракрасной оптики, авторы [6, 8] определили области стеклообразования в системах германий—фосфор—сера, германий—фосфор—селен, германий—фосфор—теллур, германий—мышьяк—теллур, кремний—мышьяк—теллур, кремний—фосфор—теллур, кремний— сурьма—сера. Определили температуры размягчения, коэффициенты термического расширения, а также оптические свойства полученных стеклообразных сплавов. [c.17]

    Среди большого количества новых, материалов особое место занимает группа халькогенидных стекол. Для них характерно сочетание полупроводниковых свойств со свойствами, присущими стеклообразному состоянию. Халькогенидные стекла можно получить на основе разнообразных сочетаний элементов I—VII групп с VI

www.chem21.info

Оптические материалы инфракрасные — Справочник химика 21








    Интенсивное изучение пространственного строения синтетических полипептидов продолжалось в течение 1950-х и первой половины 1960-х годов. Были привлечены практически все известные физические и физикохимические методы, позволяющие получать информацию о строении молекул в твердом состоянии и в растворах. Наибольшее количество данных было получено с помощью рентгеноструктурного анализа, методов рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами, дисперсии оптического вращения, кругового дихроизма и дейтерообмена, с помощью обычных и поляризованных инфракрасных спектров. Из полученного при исследовании синтетических полипептидов огромного экспериментального материала, однако, не удалось сделать обобщающих заключений о причинах стабильности регулярных структур и сказать что-либо определенное на этой основе о принципах структурной организации белков. И тем не менее, результаты исследования повсеместно были восприняты как подтверждающие ставшее общепринятым представление о том, что пространственное строение белковой глобулы представляет собой ансамбль унифицированных регулярных блоков вторичных структур, прямую информацию о геометрии которых дают высокомолекулярные синтетические пептиды. а-Спиральная концепция Полинга не только не была поставлена под сомнение, но еще более утвердилась. В 1967 г. Г. Фасман писал «Общепризнано, что лишь несколько конформаций, благодаря своей внутренней термодинамической стабильности, будут встречаться наиболее часто и, по-видимому, именно они составляют общую основу белковой структуры» [5. С. 255]. Между тем, в то время уже были известны факты, настораживающие от безусловного принятия а-спиральной концепции Полинга. Но они выпадали из множества других фактов, согласующихся с традиционным представлением, казавшимся логичным и правдоподобным, к тому же не имевшим альтернативы. Поэтому на данные, противоречащие концепции Полинга, долгое время не обращали внимания. [c.72]

    Инфракрасные микроскопы представляют собой приборы, которые используют принципы построения аппаратуры оптического контроля и дают большое увеличение изображения, поэтому отметим лишь их отличительные черты. Основными особенностями инфракрасных микроскопов по сравнению с микроскопами оптического диапазона являются более тщательный подбор материала оптики, работающей как в видимом, так и в инфракрасном диапа-«зоне, применение источника освещения, излучающего в видимом и инфракрасном диапазоне, использование светофильтров для инфракрасного диапазона, наличие электронно-оптического преобразователя и блока питания для него. Кроме инфракрасных микроскопов выпускаются специальные насадки (НИК-1, НИК-3 и др.) для расширения области применения серийных микроскопов видимого диапазона (типа МБР-1, МБИ-11 и др.). [c.201]

    Оптические материала для инфракрасной техники [c.6]

    Все оптические детали в приборах, используемых для измерений в видимой и ближней инфракрасной областях спектра, сделаны из стекла. При работе в ультрафиолетовой области применяется кварцевая оптика. Соответствующий материал используется и при изготовлении кювет. [c.470]

    Иодид цезия — не только хороший оптический материал [182, 187] для инфракрасной спектроскопии (область оптической прозрачности лежит в интервале длин волн от 242 до 5,0- 10 нм), но и ценный негигроскопичный сцинтиллятор [34],обладающий максимумом (460 нм) флуоресценции при —180° С. Качество иодида цезия как сцинтиллятора возрастает при добавлении к нему примеси таллия. Монокристаллы иодида цезия, активированные тал- [c.104]

    Спектральный диапазон прибора. Область спектра, регистрируемая призменным прибором, ограничена главным образом прозрачностью материала призм (материал других прозрачных деталей подбирают в соответствии с материалом призмы), а также особенностями конструкции прибора. Обычно в приборах для эмиссионного спектрального анализа установлены призмы и линзы из кварца или из некоторых сортов оптического стекла. Имеются оптические стекла прозрачные для длин волн, заключенных в интервале ЗбОО—10 000 А. Кварц прозрачен для длин волн от инфракрасной области спектра до 1850 А. (Коротковолновая граница спектрального диапазона прибора указана для лучших сортов кварца и стекла.) Таким образом, при помощи приборов со стеклянной оптикой регистрируется вся видимая область и примыкающая к ней инфракрасная область спектра. Пользуясь призмами и линзами из специальных стекол, можно регистрировать также небольшой участок ближней ультрафиолетовой области. [c.199]

    Оптические материалы. В ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра для изготовления оптических деталей (призм, окошек и т. д.) широко применяется кристаллический и плавленый кварц. Этот материал хорошо обрабатывается, устойчив к внешним воздействиям, однако довольно дорог. Поэтому в видимой и ближней инфракрасной областях (от 350 нм до 2,5 мкм) обычно используют оптическое стекло, существующее в настоящее время в большой разновидности. [c.163]

    Иногда из-за ограниченной прозрачности или дисперсии материала не удается охватить всю нужную область спектра. Тогда делают приборы со сменной оптикой. Так инфракрасные спектрофотометры снабжаются набором сме

www.chem21.info

TYDEX: Кремниевая оптика для ИК-объективов

Мы производим широкий диапазон кремниевой оптики для различных применений, в том числе, и для высококачественных изображающих систем. В изготовлении последних важнейшим звеном является строжайший контроль качества на всех стадиях производства, от выбора материала до измерения итоговых параметров обработки и спектральных характеристик покрытия.

Наш подход к изготовлению изображающей ИК-оптики описан ниже и проиллюстрирован на примере 17-элементного объектива. Объектив был спроектирован для работы в двух спектральных диапазонах: 1.6-3.0 микрона и 3.5-5.5 микрона. Он включает в себя 14 менисковых и плоско-выпуклых линз диаметром от 10 до 210 мм и 3 окна размерами до 134х198 мм.

При изготовлении подобных многокомпонентных объективов необходимо уделять особое внимание интегральному пропусканию системы и искажению изображения в ней. Эти 2 параметра, в свою очередь, определяются качеством материала, точностью изготовления оптических поверхностей, качеством просветляющих покрытий и качеством сборки. Поскольку вопросы контроля качества покрытий подробно освещены в разделе “Покрытия”, а сборка производилась нашим заказчиком, здесь мы остановимся на процедурах контроля качества материала и точности поверхностей.

Требования к материалу и процедура контроля

Для изображающих систем качество материала исключительно важно. Неоднородность показателя преломления вызывает искажение изображения. Рассеяние в материале, например,  на объемных дефектах, понижает контрастность картинки. С другой стороны, завышенные требования к материалу многократно повышают его стоимость и сужают диапазон доступных размеров и, не давая никакого выигрыша в итоговом качестве системы, драматически увеличивают срок поставки материала (а значит и системы). Сами оптические поверхности изображающих систем, как правило, сложны, и следовательно, дороги в производстве, а жёсткие допуски нередко не оставляют возможностей для их переполировки. Следует также иметь в виду, что и в России, и за рубежом производители кремния оперируют «неоптическими» спецификациями, и связь контролируемых при производстве кремния параметров с оптическими свойствами выращенных слитков нетривиальна. Именно поэтому выбор правильной категории кремния и его входной контроль до начала производства оптики оказываются принципиально важными.

В разбираемом случае, с учётом изложенного выше, был выбран бездислокационный монокристаллический кремний, выращенный по методу Чохральского, со специальными требованиями к содержанию некоторых примесей, а также к среднему значению и радиальной однородности удельного электросопротивления. Одним из наших партнёров была проведена специальная серия ростов и изготовлены слитки диаметром 219 мм. От нижнего и верхнего торца каждого слитка были отрезаны контрольные пластины, которые прошли как рутинные тесты качества на заводе-изготовителе, так и дополнительное исследование собственно оптических свойств в нашей лаборатории. Проводилось прямое измерение общего пропускания, рассеяния (процедура подробно описана в статье про германий) и непрямая оценка однородности показателя преломления (при необходимости возможно проведение прямых измерений неоднородности показателя преломления, процедура подробно описана в той же статье). Вот типичная кривая пропускания контрольного образца:



Рис. 1. Пропускание кремниевого контрольного образца №219-2-7. Толщина образца 10.0 мм.


Контроль точности поверхностей изделий

Как указано выше, следующими важными параметрами изображающих ИК-систем являются  точность оптических поверхностей и аттестация их ошибок.

По-прежнему основным методом рутинного производственного контроля остаётся контроль по пробному стеклу. Однако, этот метод мало пригоден для аттестации ответственных высокоточных деталей, т.к. во-первых, он не позволяет фиксировать наблюдаемую картину,  во-вторых, оценка ошибки является субъективной и адекватность этой оценки существенно зависит от опыта контролёра. В таких ответственных случаях после предварительного контроля под пробное стекло проводится окончательная аттестация на интерферометре, сопряженном с системой регистрации и обработки интерферограмм. Компьютерная обработка интерферограммы позволяет получить детальную информацию об общей ошибке поверхности и её компонентах: астигматизме, зонной ошибке, коме, местных ошибках, вычисляет размах ошибки (PtV), среднеквадратическое отклонение и проч.

Данная информация объективна и репродуктивна, не зависит от мнения контролёра и базируется на записанной и доступной для независимого анализа интерферограмме. Например, заказчик может самостоятельно провести расчет ошибок по передаваемой нами картинке или учесть взаимное влияние ошибок различных поверхностей при окончательной сборке системы. Также немаловажно, что информация отображается в чрезвычайно наглядной и удобной для восприятия форме. Удобно и то, что анализу можно подвергнуть как всю интерферограмму, так и любой её участок (см. ниже).

В приведенном примере интерферометрический контроль вёлся в схеме Физо на длине волны  c = 632.8 нм (HeNe лазер). Были использованы соответствующие радиусам кривизны и апертурам измерительные объективы и расширители пучка. Фиксировалось искажение волнового фронта тестового (отраженного от исследуемой поверхности) пучка в сравнении с фронтом отраженного от эталонной сферы опорного пучка. Анализ полученных интерферограмм проводился с помощью специализированного программного обеспечения, ищущего центральные линии полос и аппроксимирующего волновой фронт полиномами Цернике.

На картинках ниже приведены результаты контроля двух поверхностей:  вогнутой поверхности мениска диаметром 210 мм и плоской поверхности окна 198х134 мм.

Интерферометрический контроль ошибки поверхности менисковой линзы Д210 мм

Рис. 2 Интерферограмма поверхности.

  Результаты расчёта


  • Форма поверхности
  • Контролируемая зона
  • Единицы измерения ошибки
  • Опорная поверхность

вогнутая сфера, R = -206.99 мм
вся световая зона (206 мм)
микроны
сфера

Общая ошибкa








D= .080 LX= 2.839 LY= -.013 C= 2.829 RMS(W)= .031
A= .050 FIA= .354   RMS(W-A)= .023 FA= .442
B0= -.025 RZ= .037
  RMS(W-Z)= .029 FZ= .131
B2= .149          
B4= -.149        
C= .110 FIC= 164.892   RMS(W-C)= .028 FC= .178


Местная ошибка

 Параметры поверхности 



RMS MIN MAX R STRL STRH
.031 -.144 .092 .237 .964 .988

 



X : -1.000 .000
Y : .000 -1.000

 


Рис. 3. Восстановленная топография искажений отраженного волнового фронта в двумерном и трёхмерном представлениях.

  Интерферометрический контроль ошибки поверхности плоско-параллельного окна 198х134 мм 

Рис. 4. Интерферограмма поверхности S1.

Заказчику требовалась аттестация данной пластины как по всей апертуре 194х130 мм, так и в центральной зоне 70х70 мм.

Результаты расчёта (вся апертура)


  • Форма поверхности
  • Контролируемая зона
  • Единицы измерения ошибки
  • Опорная поверхность
плоскость
вся световая зона (194 x 130 мм)
микроны
плоскость

Общая ошибкa







D= .000 LX= 1.447 LY= .033 C= .964 RMS(W)= .014
A= .045 FIA= 82.986   RMS(W-A)= .010 FA= .489
B0= -.014 RZ= .023   RMS(W-Z)= .012 FZ= .235
B2= .064        
B4= -.045        
C= .012 FIC= 173.740   RMS(W-C)= .014 FC= .009


Местная ошибка


Параметры поверхности



RMS MIN MAX R STRL STRH
.014 -.035 .044 .079 .993 .998



X : -.680 .680
Y : .680 -.680

 




Рис. 5. Восстановленная топография искажений отраженного волнового фронта в двумерном и трёхмерном представлениях.

Результаты расчёта (центральная зона)


  • Форма поверхности
  • Контролируемая зона
  • Единицы измерения ошибки
  • Опорная поверхность
плоскость
центральная зона (70 x 70 мм)
микроны
плоскость

Общая ошибкa







D= .000 LX= 2.811 LY= .053 C= 2.045 RMS(W)= .024
A= .104 FIA= 81.477   RMS(W-A)= .011 FA= .787
B0= -.020 RZ= .083   RMS(W-Z)= .016 FZ= .561
B2=.039          
B4= .117        
C= .022 FIC= 50.186   RMS(W-C)= .023 FC= .014


Местная ошибка


Параметры поверхности 



RMS MIN MAX R STRL STRH
.024 -.036 .076 .112 .978 .993



X : -.200 .680
Y : .480 -.440

Рис. 6. Восстановленная топография искажений отраженного волнового фронта в двумерном и трёхмерном представлениях.

  

 Наш опыт позволяет утверждать, что только такой тщательный контроль всех параметров всех компонентов на всех стадиях изготовления позволяет добиться  высочайшего качества передачи изображения и адекватной работы системы в сборе.

 

Для получения котировки заполните, пожалуйста, форму запроса с указанием интересующих Вас элементов. 

www.tydexoptics.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о