1) इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स का परिचय
इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स का उपयोग 760 और 14,000 एनएम के बीच तरंग दैर्ध्य रेंज में प्रकाश को इकट्ठा करने, फोकस करने या समेटने के लिए किया जाता है।आईआर विकिरण के इस हिस्से को आगे चार अलग-अलग वर्णक्रमीय श्रेणियों में विभाजित किया गया है:
| इन्फ्रारेड रेंज के पास (एनआईआर) | 700 - 900 एनएम |
| शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड रेंज (SWIR) | 900 - 2300 एनएम |
| मिड-वेव इन्फ्रारेड रेंज (MWIR) | 3000 - 5000 एनएम |
| लॉन्ग-वेव इन्फ्रारेड रेंज (LWIR) | 8000 - 14000 एनएम |
2) शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड (SWIR)
SWIR अनुप्रयोग 900 से 2300 एनएम तक की सीमा को कवर करते हैं।एमडब्ल्यूआईआर और एलडब्ल्यूआईआर प्रकाश के विपरीत, जो वस्तु से ही उत्सर्जित होता है, एसडब्ल्यूआईआर इस अर्थ में दृश्य प्रकाश जैसा दिखता है कि फोटॉन किसी वस्तु द्वारा प्रतिबिंबित या अवशोषित होते हैं, इस प्रकार उच्च रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग के लिए आवश्यक कंट्रास्ट प्रदान करते हैं।प्राकृतिक प्रकाश स्रोत जैसे परिवेश प्रारंभ प्रकाश और पृष्ठभूमि चमक (उर्फ नाइटग्लो) एसडब्ल्यूआईआर के ऐसे उत्सर्जक हैं और रात में बाहरी इमेजिंग के लिए उत्कृष्ट रोशनी प्रदान करते हैं।
ऐसे कई अनुप्रयोग जो दृश्य प्रकाश का उपयोग करके निष्पादित करने में समस्याग्रस्त या असंभव हैं, SWIR का उपयोग करके संभव हैं।SWIR में इमेजिंग करते समय, जल वाष्प, आग का धुआं, कोहरा और सिलिकॉन जैसी कुछ सामग्री पारदर्शी होती हैं।इसके अतिरिक्त, दृश्य में लगभग समान दिखने वाले रंगों को SWIR का उपयोग करके आसानी से अलग किया जा सकता है।
SWIR इमेजिंग का उपयोग कई उद्देश्यों के लिए किया जाता है जैसे इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड और सौर सेल निरीक्षण, उत्पादन निरीक्षण, पहचान और छंटाई, निगरानी, जालसाजी-रोधी, प्रक्रिया गुणवत्ता नियंत्रण और बहुत कुछ।
3)मिड-वेव इन्फ्रारेड (MWIR)
MWIR सिस्टम 3 से 5 माइक्रोन रेंज में काम करते हैं।MWIR और LWIR प्रणालियों के बीच निर्णय लेते समय, किसी को कई कारकों को ध्यान में रखना होगा।सबसे पहले, नमी और कोहरे जैसे स्थानीय वायुमंडलीय घटकों पर विचार करना होगा।MWIR प्रणालियाँ LWIR प्रणालियों की तुलना में आर्द्रता से कम प्रभावित होती हैं, इसलिए वे तटीय निगरानी, पोत यातायात निगरानी या बंदरगाह सुरक्षा जैसे अनुप्रयोगों के लिए बेहतर हैं।
अधिकांश जलवायु में MWIR में LWIR की तुलना में अधिक वायुमंडलीय संचरण होता है।इसलिए, एमडब्ल्यूआईआर आम तौर पर वस्तु से 10 किमी से अधिक की लंबी दूरी के निगरानी अनुप्रयोगों के लिए बेहतर है।
इसके अलावा, यदि आप वाहन, हवाई जहाज या मिसाइल जैसी उच्च तापमान वाली वस्तुओं का पता लगाना चाहते हैं तो MWIR भी एक बेहतर विकल्प है।नीचे दी गई छवि में कोई देख सकता है कि गर्म निकास प्लम एलडब्ल्यूआईआर की तुलना में एमडब्ल्यूआईआर में काफी अधिक दिखाई दे रहे हैं।
4) लॉन्ग-वेव इन्फ्रारेड (LWIR)
LWIR सिस्टम 8 से 14 माइक्रोन रेंज में काम करते हैं।उन्हें कमरे के तापमान वाली वस्तुओं वाले अनुप्रयोगों के लिए प्राथमिकता दी जाती है।LWIR कैमरे सूरज से कम प्रभावित होते हैं और इसलिए बाहरी संचालन के लिए बेहतर होते हैं।वे आम तौर पर फोकल प्लेन एरे माइक्रोबोलोमीटर का उपयोग करने वाले अनकूल्ड सिस्टम होते हैं, हालांकि कूल्ड एलडब्ल्यूआईआर कैमरे भी मौजूद होते हैं और वे मरकरी कैडमियम टेल्यूरियम (एमसीटी) डिटेक्टरों का उपयोग करते हैं।इसके विपरीत, अधिकांश MWIR कैमरों को तरल नाइट्रोजन या स्टर्लिंग चक्र कूलर का उपयोग करके शीतलन की आवश्यकता होती है।
LWIR सिस्टम में व्यापक संख्या में अनुप्रयोग पाए जाते हैं जैसे भवन और बुनियादी ढांचे का निरीक्षण, दोष का पता लगाना, गैस का पता लगाना और बहुत कुछ।LWIR कैमरों ने COVID-19 महामारी के दौरान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है क्योंकि वे शरीर के तापमान को त्वरित और सटीक मापने की अनुमति देते हैं।
5) आईआर सबस्ट्रेट्स चयन गाइड
आईआर सामग्रियों में विशिष्ट गुण होते हैं जो उन्हें इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में अच्छा प्रदर्शन करने की अनुमति देते हैं।आईआर फ्यूज्ड सिलिका, जर्मेनियम, सिलिकॉन, नीलमणि, और जिंक सल्फाइड/सेलेनाइड, प्रत्येक में इन्फ्रारेड अनुप्रयोगों के लिए ताकत है।
जिंक सेलेनाइड (ZnSe)
जिंक सेलेनाइड एक हल्का पीला, ठोस यौगिक है जिसमें जिंक और सेलेनियम शामिल हैं।यह जिंक वाष्प और H2 Se गैस के संश्लेषण द्वारा ग्रेफाइट सब्सट्रेट पर शीट के रूप में बनाया जाता है।यह अपनी कम अवशोषण दर के लिए जाना जाता है और जो CO2 लेजर के लिए उत्कृष्ट उपयोग की अनुमति देता है।
| इष्टतम ट्रांसमिशन रेंज | आदर्श अनुप्रयोग |
| 0.6 - 16μm | CO2 लेजर और थर्मोमेट्री और स्पेक्ट्रोस्कोपी, लेंस, विंडो और FLIR सिस्टम |
जर्मेनियम (जीई)
कम ऑप्टिकल फैलाव के साथ 4.024 के अपवर्तक सूचकांक के साथ जर्मेनियम गहरे भूरे रंग का धुएँ के रंग का होता है।इसमें नूप हार्डनेस (किलो/मिमी2): 780.00 के साथ काफी घनत्व है जो इसे कठिन परिस्थितियों में फील्ड ऑप्टिक्स के लिए अच्छा प्रदर्शन करने की अनुमति देता है।
| इष्टतम ट्रांसमिशन रेंज | आदर्श अनुप्रयोग |
| 2 - 16μm | एलडब्ल्यूआईआर - एमडब्ल्यूआईआर थर्मल इमेजिंग (जब एआर लेपित), मजबूत ऑप्टिकल स्थितियां |
सिलिकॉन (एस)
सिलिकॉन में उच्च तापीय क्षमता के साथ नीला-ग्रे रंग होता है जो इसे सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए लेजर दर्पण और सिलिकॉन वेफर्स के लिए आदर्श बनाता है।इसका अपवर्तनांक 3.42 है।इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सिलिकॉन घटकों का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि इसकी विद्युत धाराएं अन्य कंडक्टरों की तुलना में सिलिकॉन कंडक्टरों से बहुत तेजी से गुजर सकती हैं, यह Ge या ZnSe की तुलना में कम सघन है।अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए AR कोटिंग की अनुशंसा की जाती है।
| इष्टतम ट्रांसमिशन रेंज | आदर्श अनुप्रयोग |
| 1.2 - 8μm | एमडब्ल्यूआईआर, एनआईआर इमेजिंग, आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी, एमडब्ल्यूआईआर डिटेक्शन सिस्टम |
जिंक सल्फाइड (ZnS)
जिंक सल्फाइड इन्फ्रारेड सेंसर के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प है, यह आईआर और दृश्यमान स्पेक्ट्रम में अच्छी तरह से संचारित होता है।यह आम तौर पर अन्य आईआर सामग्रियों की तुलना में एक लागत प्रभावी विकल्प है।
| इष्टतम ट्रांसमिशन रेंज | आदर्श अनुप्रयोग |
| 0.6 - 18μm | LWIR - MWIR, दृश्यमान और मध्य-तरंग या लंबी-तरंग अवरक्त सेंसर |
सब्सट्रेट और एंटी-रिफ्लेक्शन कोटिंग की आपकी पसंद इस बात पर निर्भर करेगी कि आपके एप्लिकेशन में किस तरंग दैर्ध्य को प्राइम ट्रांसमिशन की आवश्यकता है।उदाहरण के लिए, यदि आप एमडब्ल्यूआईआर रेंज में आईआर प्रकाश संचारित कर रहे हैं, तो जर्मेनियम एक अच्छा विकल्प हो सकता है।एनआईआर अनुप्रयोगों के लिए, नीलम आदर्श हो सकता है।
इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स की अपनी पसंद में जिन अन्य विशिष्टताओं पर आप विचार करना चाहेंगे उनमें थर्मल गुण और अपवर्तन सूचकांक शामिल हैं।सब्सट्रेट के थर्मल गुण यह निर्धारित करते हैं कि यह गर्मी पर कैसे प्रतिक्रिया करता है।अक्सर, इन्फ्रारेड ऑप्टिकल तत्व व्यापक रूप से भिन्न तापमान के संपर्क में आएंगे।कुछ IR अनुप्रयोग बड़ी मात्रा में ऊष्मा भी उत्पन्न करते हैं।यह निर्धारित करने के लिए कि क्या आईआर सब्सट्रेट आपके एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त है, आप इंडेक्स ग्रेडिएंट और थर्मल विस्तार के गुणांक (सीटीई) की जांच करना चाहेंगे।यदि किसी दिए गए सब्सट्रेट में उच्च सूचकांक ढाल है, तो थर्मली अस्थिर सेटिंग में उपयोग किए जाने पर इसमें उप-इष्टतम ऑप्टिकल प्रदर्शन हो सकता है।यदि इसमें उच्च सीटीई है, तो तापमान में बड़े बदलाव के कारण यह उच्च दर पर विस्तार या संकुचन कर सकता है।इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स में अक्सर उपयोग की जाने वाली सामग्री अपवर्तन सूचकांक में व्यापक रूप से भिन्न होती है।उदाहरण के लिए, जर्मेनियम का अपवर्तनांक 4.0003 है, जबकि एमजीएफ का अपवर्तनांक 1.413 है।अपवर्तन सूचकांक की इस विस्तृत श्रृंखला के साथ सब्सट्रेट्स की उपलब्धता सिस्टम डिज़ाइन में अतिरिक्त लचीलापन देती है।आईआर सामग्री का फैलाव तरंग दैर्ध्य के साथ-साथ रंगीन विपथन, या तरंग दैर्ध्य के पृथक्करण के संबंध में तरंग दैर्ध्य के सूचकांक में परिवर्तन को मापता है।फैलाव को एब्बे संख्या के विपरीत मात्रा में निर्धारित किया जाता है, जिसे एफ और सी लाइनों पर अपवर्तन सूचकांक के बीच अंतर पर डी तरंग दैर्ध्य माइनस 1 पर अपवर्तक सूचकांक के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।यदि किसी सब्सट्रेट की एब्बे संख्या 55 से अधिक है, तो यह कम फैलाव वाला होता है और हम इसे क्राउन सामग्री कहते हैं।55 से कम एब्बे संख्या वाले अधिक फैलाव वाले सब्सट्रेट्स को फ्लिंट सामग्री कहा जाता है।
इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स अनुप्रयोग
इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स का अनुप्रयोग कई क्षेत्रों में होता है, उच्च शक्ति CO2 लेजर से, जो 10.6 μm पर काम करता है, रात्रि-दृष्टि वाले थर्मल इमेजिंग कैमरे (MWIR और LWIR बैंड) और IR इमेजिंग तक।वे स्पेक्ट्रोस्कोपी में भी महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि कई ट्रेस गैसों की पहचान करने में उपयोग किए जाने वाले संक्रमण मध्य अवरक्त क्षेत्र में होते हैं।हम लेजर लाइन ऑप्टिक्स के साथ-साथ इन्फ्रारेड घटकों का उत्पादन करते हैं जो विस्तृत तरंग दैर्ध्य रेंज में अच्छा प्रदर्शन करते हैं, और हमारी अनुभवी टीम पूर्ण डिजाइन समर्थन और परामर्श प्रदान कर सकती है।
पैरालाइट ऑप्टिक्स सिलिकॉन, जर्मेनियम और जिंक सल्फाइड से उच्च परिशुद्धता ऑप्टिकल लेंस का उत्पादन करने के लिए उन्नत प्रसंस्करण तकनीकों जैसे सिंगल पॉइंट डायमंड टर्निंग और सीएनसी पॉलिशिंग का उपयोग कर रहा है जो एमडब्ल्यूआईआर और एलडब्ल्यूआईआर कैमरों में अनुप्रयोग पाते हैं।हम 0.5 फ्रिंज पीवी से कम की सटीकता और 10 एनएम से कम की सीमा में खुरदरापन प्राप्त करने में सक्षम हैं।
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पोस्ट समय: अप्रैल-25-2023
