<td id="kgcuk"><source id="kgcuk"></source></td>
<xmp id="kgcuk"><menu id="kgcuk"></menu>
  • <menu id="kgcuk"></menu>
    <menu id="kgcuk"><strong id="kgcuk"></strong></menu>
  • <nav id="kgcuk"></nav>
  • <nav id="kgcuk"></nav>
  • <dd id="kgcuk"><nav id="kgcuk"></nav></dd>
    设为首页 | 企业邮箱 | English
    当前位置:主页 > 服务与支持 > 技术文章 >

    无热化技术

    文章来源:未知????(发布时间:2012-06-26)

            随着红外技术的发展,对红外光学系统的质量也越来越高。尤其是特殊红外系统往往要求在很大稳定范围内工作。在不同的温度条件下,由于光学材料和机械材料的热效应,使光学系统的一些参数发生相应的变化,进而使系统的焦距、最佳像面发生偏离,并且降低成像质量,使得图像模糊不清,对比度下降,最终影响系统的性能。在设计光学系统的过程中,当采用一定的无热技术以消除温度效应的影响,使红外系统能够在一个较大的温度范围内保持良好的成像质量,这种消除或降低温度变化对光学系统成像质量影响的技术被称为无热化技术。
    1.温度对红外光学系统的影响
    (1)光学元件的折射率随温度变化
            光学材料的折射率随温度的变化而变化,记为dn/dt,这就使得透镜或者光学系统的焦距发生变化。红外材料的dn/dt要比普通光学玻璃的数值大得多。例如,锗的dn/dt为0.000396/℃,而K9玻璃的dn/dt为0.0000028/℃。因此,在红外系统中温度对折射率的影响尤为明显。对于简单的透镜可以证明:
     
    式中df为焦距的变化,△t为温度的变化。
    (2)光学元件曲率半径、中心厚度随温度变化
            这是由光学元件的热胀冷缩引起的,与光学材料的线性热膨胀系数 α0有关。当温度变化后,光学元件的曲率半径和中心厚度为:
    式中dr、dD分别为曲率的变化和中心厚度的变化。
    (3)机械结构尺寸随温度变化
            当温度变化时,由于结构材料的热胀冷缩(α0 为结构材料热膨胀系数),将引起光学元件的空气间隔的变化??掌涓羲嫖露鹊谋浠?
    式中dS为空气间隔的变化。
            在这些影响因素中,光学材料折射率的贡献最大,其次是光学表面的曲率半径,而光学元件的厚度以及元件之间的空气间隔的影响最小。为了减少温度效应对成像质量的影响,要通过特殊设计或一定的补偿方法使光学系统在一个较大的温度范围内保持焦距、像面位置或像质不变或变化很小,以满足使用要求。
    2.无热化设计的方法
            无热化系统是一种没有热差的系统,也就是说是一种光学热差与机械热差相互补偿的系统。典型的无热化设计方法有三种:电子主动式、机械被动式和光学被动式。
    (1)电子主动式
            利用温度传感器自动探测温度,将探测到的温度信息传递给处理器,由处理器实时计算出温度变化引起的像面移动,而由电机驱动消热元件到达正确的位置。这种方法采用大量温度传感器,因此能处理系统温度的梯度变化,准确求解温度与像面位移的关系。这种方法不能维持原有的像差平衡,而且这种方式需要电源、电子线路、驱动电机等电子设备,导致系统的可靠性下降。由于电子设备和驱动部件还占有一定的空间,不利于进行特殊光学系统的设计。
    (2)机械被动式
           利用对温度敏感的机械材料或者记忆合金,使一个或一组透镜产生轴向位移,从而补偿由于温度变化引起的像面位置移。这种方法需要计算不同温度下最佳像面的位置,根据最佳像面的位移,通过金属的不同伸缩量补偿最佳像面的位移。这种方法不能矫正热效应导致的像差失衡,即使能够补偿最佳像面位置的移动,也很难维持原来的成像质量。这种方式额外增加了机械补偿部件,使得系统的体积变大,质量增加。
    (3)光学被动式
            利用光学材料热特性之间的差异,通过不同特性材料的组合来消除温度的影响。在较大温度范围内保持像质的稳定。这种方式具有尺寸小、重量轻、结构简单、光轴稳定、可靠性高、成本低等优点。目前,此种方式得到广泛应用。




                                                                                                                                                                          摘自《红外与激光工程》

    2010 - 2013 振光科技 - 鄂ICP备12007665  技术支持:大光谷网
    Overseas Department: developtics.com Domestic Market Department: developtics.com
    买外国彩票 <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>