xəbər Azərbaycan

Optik linzaların bir çox digər formaları ilə müqayisədə, əyri ay linzaları nadir hallarda hazır məhsul kimi təklif olunur. Ay əyilmə linzaları əsasən kiçik ləkələrə diqqət yetirmək və ya tətbiqləri kollimasiya etmək üçün istifadə olunur, plano-qabarıq linzalar isə adətən üstün qiymət/performans nisbəti təklif edir. Bununla belə, əyilmiş ay lensinin bir az daha yüksək qiymətə əhəmiyyətli dərəcədə üstün performans təklif etdiyi bəzi hallar var.

Sferik aberasiya

Lensin sferik təbiətinə görə sferik aberrasiyalar eyni nöqtədə kəsişmədən müxtəlif məsafələrdə optik oxdan paralel şüalar əmələ gətirir (Şəkil 1). Sferik aberasiyanı düzəltmək üçün çoxlu linzalardan istifadə oluna bilsə də, maddi xərclərin görünən materiallardan xeyli yüksək olduğu bir çox infraqırmızı sistemlər üçün linzaların sayını minimuma endirmək məqsədəuyğundur. Çoxsaylı linzalardan istifadə etmək əvəzinə, linzaları optimal formada formalaşdırmaqla tək lensin sferik aberasiyasını minimuma endirmək olar.

Şəkil 1: Sferik aberasiya

Sabit bir sındırma indeksi və linza qalınlığı üçün sonsuz sayda radius birləşmələri mövcuddur ki, bu da müəyyən bir fokus uzunluğunda linzalar yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu radius birləşmələri müxtəlif lens formaları yaradır ki, bu da linzadan keçərkən işığın əyriliyi səbəbindən birbaşa sferik aberrasiya və komaya səbəb olur.

Lensin forması Coddington forma faktoru C (tənlik 1 və Şəkil 2) ilə təsvir edilə bilər.

Şəkil 2: Müxtəlif lens konfiqurasiyaları üçün Koddinqtonun forma faktoru

İncə linza aberasiya tənliyindən istifadə etməklə (obyektin sonsuzluqda və linzanın dayanma mövqeyindən istifadə etməklə) minimum sferik aberasiyanı yaradan şərtləri əldə edə bilərik (Tənlik 2).

Daimi dalğa uzunluğunun saxlanıla biləcəyini fərz etsək, minimum sferik aberasiyanı yaradan eksponent və forma faktoru arasındakı əlaqəni vizuallaşdırmaq olar (şək. 3).

Şəkil 3: Kırılma əmsalının funksiyası kimi optimal forma faktoru

Əyri ay dizaynının üstünlükləri

Görünən mühitdə işləyərkən, şüşə indeksi adətən 1.5 ilə 1.7 arasındadır və minimum sferik aberasiyanın forması demək olar ki, plano-konveksdir. Bununla belə, infraqırmızı mühitdə germanium kimi daha yüksək indeksli materiallar tez-tez istifadə olunur. 4.0 spesifikasiyası ilə Germanium, sferik aberasiyanı əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaqla əyilmiş ay lens dizaynının böyük faydasını təklif edir.

Minimum sferik aberasiya işıq hər iki interfeysdə bərabər əyildikdə baş verir. Bir germanium ay lensinin birinci səthi işığı oxşar bir PCX lensindən bir qədər çox əyəcəksə, PCX lensinin ikinci səthi işığın daha da əyilməsinə səbəb olacaq və nəticədə sferik aberasiyanın ümumi artmasına səbəb olacaq.

4 x 25 mm germanium PCX lensinin performansını 25 x 25 mm germanium ay əyilmə lensinin performansını müqayisə edən Şəkil 25-də göstərildiyi kimi, PCX lensinin səthə nisbətən işığı necə daha əhəmiyyətli dərəcədə əydiyini görmək asandır. linzanın ay əyilmə lensi ilə müqayisədə. Əyriliyin artması sferik aberasiyanın artması ilə nəticələnir. Germanium əyilmiş ay lensi ləkə ölçüsündə kəskin azalma göstərir və bu, onu tələbkar infraqırmızı tətbiqlər üçün daha uyğun edir.

Şəkil 4x: 25 x 25 mm germanium PCX lens diaqramı VS25 x 25 mm germanium əyri ay lens

Bükülmüş ay lensi hələ də görünəndə daha yüksək performans təmin edə bilsə də, artan istehsal xərclərini kompensasiya etmək üçün adətən kifayət qədər qazanc yoxdur. Şəkil 1, görünən spektral tətbiqlərdə əyilmiş ay lensi ilə 25 x 50 mm kalsium flüorid (CaF2) PCX lensinin və infraqırmızı tətbiqlərdə əyilmiş ay lensi ilə 25 x 50 mm germanium (Ge) PCX lensinin performansının müqayisəsini göstərir. . Əyri ay formasından istifadə edərkən germanium lensinin ləkə ölçüsü çox azalır.

Cədvəl 1: Görünən və infraqırmızı tətbiqlər üçün plano-qabarıq və əyri Ay linzaları arasında ləkə ölçülərinin müqayisəsi

Bükülmüş ay linzaları bütün tətbiqlərdə fayda təmin etməsə də, spektroskopiya da daxil olmaqla bir çox infraqırmızı tətbiqlər üçün əhəmiyyətli qiymət və performans üstünlükləri təmin edə bilər.