Pourquoi une conception athermalisée est-elle nécessaire pour le système optique infrarouge ?

La variation de température entraînera des changements dans tous les paramètres du système infrarouge, ce qui influencera la position de son plan image et la qualité de l'image. Une conception athermalisée est donc nécessaire. Généralement, la température affecte le système infrarouge des trois manières suivantes :

1. Les indices de réfraction des composants optiques infrarouges changeront lorsque la température changera.

Dans des circonstances normales, les indices de réfraction des composants optiques infrarouges changeront lorsque la température change, ce qui modifiera la distance focale de la lentille ou du système optique. Les coefficients de température des matériaux optiques infrarouges sont beaucoup plus élevés que ceux du verre optique ordinaire. Par exemple, la valeur du coefficient de température du verre K9 n'est que de 2,8x10-6C-1, tandis que celle du germanium monocristallin dn/dt (un matériau couramment utilisé pour fabriquer des lentilles infrarouges) est de 396x10-6C-1, soit environ 141 fois plus grande. que le premier. Par conséquent, l’influence de la température sur l’indice de réfraction est tout à fait apparente dans le système infrarouge.

2. Le rayon de courbure et l'épaisseur centrale des composants optiques infrarouges changeront lorsque la température changera.

Ce changement est dû au fait que le matériau des composants se dilate lors du chauffage et se contracte lors du refroidissement, ce qui est lié au coefficient de dilatation thermique linéaire (a0) du matériau optique. Lorsque la température change, son rayon de courbure et son épaisseur centrale se transformeront en :

D' =D+dD=D+D* a0*dT

R' =R+dR=R+R* a0*dT

Remarque : R et R' sont respectivement son rayon de courbure avant et après changement de température ; D et D' sont respectivement son épaisseur centrale avant et après le changement de température. dT fait référence à la variation de température.

3. L'effet thermique du matériau du tube de lentille

Lorsque la température change, les dimensions du matériau d'assemblage changeront, ce qui entraînera une modification de l'entrefer entre les composants optiques. En fin de compte, cela influencera la qualité de l’image. Ce changement est associé au coefficient de dilatation linéaire du matériau d'assemblage.

Parmi les trois facteurs principaux ci-dessus, le changement de l'indice de réfraction du matériau optique a la plus grande influence sur la position du plan image et la qualité de l'image ; l'influence du rayon de courbure vient en deuxième position, tandis que les modifications de l'épaisseur des composants optiques et de l'espace entre eux ont la moindre influence.