نافذة بصرية في أنظمة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء

نطاق الطول الموجي التشغيلي لمقاييس الحرارة النموذجية للتصوير الحراري يكون في الموجات تحت الحمراء المتوسطة إلى الطويلة ، 2-14 ميكرومتر (:---nm) أو من 7 إلى 14 مللي متر (من من من من من من ؟ ؟-نانومتر). يمكن أن يختلف نطاق الطول الموجي التشغيلي المحدد بين منتجات الشركات المصنعة المختلفة. ومع ذلك ، يتم قطع العدسات البصرية العادية تمامًا وتصبح معتمة خارج إطار نانومتر.

هذا النوع من الزجاج ، عند استخدامه في أجهزة التصوير الحراري ، لن يظهر تغيرات في درجة الحرارة وبالتالي لن يكون فعالًا لقياس درجة حرارة التصوير الحراري. في هذه الحالة ، من الضروري استخدام مرشح يمكنه نقل أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة إلى الطويلة. المواد الشائعة الاستخدام لهذا الغرض هي السيليكون أحادي البلورة والجرمانيوم أحادي البلورة.

في بعض أجهزة التصوير الحراري ، يمكننا أيضًا استخدام بلورات السيليكون لاستبدال زجاج الجرمانيوم. نطاق الطول الموجي التشغيلي لبلورات السيليكون ليس واسعًا مثل نطاق زجاج الجرمانيوم. السيليكون أحادي البلورة (Si) هو مادة خاملة كيميائيًا ذات صلابة عالية وغير قابلة للذوبان في الماء. يتميز بخصائص نقل الضوء الممتازة في نطاق الطول الموجي 1-7 ميكرون.

زجاج جرمانيوميتميز بخصائص نقل الضوء الممتازة في نطاق الطول الموجي 2-16 ميكرومتر وهو مستقر كيميائيًا ، مما يجعله مقاومًا للتفاعلات مع أكاسيد المعادن والمواد الحمضية والهواء والماء. تتطلب مقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء وأجهزة التصوير الحراري مرشحات يمكنها نقل أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء متوسطة إلى طويلة. تعمل هذه الأجهزة عادة في نطاق 2-13 ميكرومتر ، وزجاج الجرمانيوم مناسب تمامًا لهذا الغرض بسبب انتقاله الممتاز في الموجات تحت الحمراء المتوسطة إلى الطويلة. الزجاج البصري العادي لديه نفاذية منخفضة للغاية في هذه الأطوال الموجية ، مما يجعله غير مناسب لمثل هذه التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال طلاء زجاج الجرمانيوم بأغشية رقيقة بصرية ، يمكن زيادة نفاذية الزجاج بشكل كبير ، ويمكن تقليل انعكاس سطحه. زجاج الجرمانيوم غير شفاف في نطاق الطول الموجي للضوء المرئي.

بالإضافة إلى ذلك ، يتميز زجاج الجرمانيوم بخصائص ممتازة لانتقال الضوء في نطاق الطول الموجى للأشعة تحت الحمراء البعيدة من ، وهي خاصية لا تشاركها غيرها من مواد الأشعة تحت الحمراء. يستخدم السيليكون أحادي البلورة (Si) عادةً للنوافذ الضوئية بالأشعة تحت الحمراء متوسطة الموجة وركائز المرشح البصري في نطاق 3-5 ميكرون. نظرًا للتوصيل الحراري الجيد والكثافة المنخفضة ، يعد السيليكون أيضًا مادة شائعة الاستخدام لتصنيع المرايا الليزرية ومقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء والعدسات البصرية بالأشعة تحت الحمراء.

عادة ، يستخدم زجاج الجرمانيوم لنوافذ أجهزة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ومقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ، مع الأخذ في الاعتبار بشكل أساسي نطاق الطول الموجى 8-14 ميكرومتر. بدون طلاء ، نفاذية زجاج الجرمانيوم هي فقط 40-،. ومع ذلك ، بعد تطبيق طلاء مضاد للانعكاس ، يمكن أن تصل النفاذية إلى ، وبالتالي تحسين حساسية الكشف عن المنتج ونطاق قياس درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يطلب العديد من العملاء تغطية زجاج الجرمانيوم بغشاء كربوني يشبه الماس (DLC) لتعزيز صلابته وتوفير قدر من الحماية من الانفجار.