Nel moderno campo aerospaziale, i sistemi ottici a infrarossi sono gli "occhi" dei carichi utili satellitari specializzati. Soprattutto con l’aumento delle implementazioni di costellazioni spaziali commerciali e delle missioni di esplorazione dello spazio profondo, la qualità di consegna dei carichi utili a infrarossi ad alte prestazioni è diventata una misura chiave della forza tecnologica. Tuttavia, la ricerca, lo sviluppo e la produzione di lenti a infrarossi hanno sempre dovuto affrontare due sfide importanti: le difficoltà di allineamento causate dall'invisibilità della luce infrarossa e le incertezze di qualità causate dalle caratteristiche intrinseche dei materiali a infrarossi. 1. Missione principale: perché siamo così concentrati sui test del "fronte d'onda trasmesso"? Nel campo della luce visibile, il rispetto degli standard di forma e dimensione della superficie solitamente garantisce prestazioni ottiche.
Ma nel campo dell’infrarosso (soprattutto quando si utilizzano materiali come germanio e silicio), questo è lungi dall’essere sufficiente. I clienti di Zhixing Optics sono concentrati principalmente nei campi del carico utile satellitare commerciale e dei sistemi optoelettronici di fascia alta. Di fronte a queste missioni ad alta affidabilità, perché sottolineiamo la necessità di testare il fronte d’onda trasmesso?
◆ La "trappola nascosta" dell'indice di rifrazione: a differenza del vetro ottico tradizionale, la stabilità dell'indice di rifrazione (n) dei materiali a infrarossi è fortemente influenzata dal processo di crescita. Anche se la precisione della forma superficiale dei componenti lavorati è estremamente elevata, se è presente disomogeneità dell'indice di rifrazione all'interno del materiale, verranno comunque introdutte gravi aberrazioni del sistema.
◆Valutazione completa delle prestazioni: il semplice rilevamento della forma della superficie rivela solo la "superficie". Testando il fronte d'onda trasmesso, possiamo valutare in modo completo le fluttuazioni dell'indice di rifrazione, lo stress interno e gli errori di forma superficiale all'interno del materiale. Questo è un metodo scientifico fondamentale per garantire le prestazioni finali del fronte d'onda dei singoli componenti a infrarossi e persino del sistema assemblato.
◆Garantire l'affidabilità in orbita dei carichi utili: per i carichi utili a infrarossi che operano nello spazio, anche le più piccole distorsioni del fronte d'onda possono portare al riconoscimento sfocato di bersagli distanti. Il rilevamento del fronte d'onda trasmesso è l'ultima linea di difesa della qualità per garantire che i carichi utili siano "chiaramente visibili e misurati accuratamente" in ambienti complessi. 2. Principali colli di bottiglia: il "punto cieco visivo" nel rilevamento a infrarossi Sebbene il rilevamento del fronte d'onda trasmesso sia fondamentale, ci sono ostacoli insormontabili nel funzionamento reale: "Il funzionamento in blackout" è inefficiente: a causa della lunghezza d'onda di lavoro invisibile, manca una guida intuitiva durante la regolazione del fuoco dell'interferometro e delle coordinate dell'oggetto misurato, con conseguenti cicli di impostazione e regolazione estremamente lunghi e incidendo seriamente sui programmi di consegna. Perdita di sensibilità dovuta alla lunga lunghezza d'onda: questa è una limitazione fisica del rilevamento a infrarossi. Gli interferometri a infrarossi hanno lunghezze d'onda lunghe e la sensibilità del percorso ottico ai cambiamenti di posa è molto inferiore a quella della luce visibile. Ciò significa che la precisione del bloccaggio della posizione e dell'assetto è naturalmente limitata nella banda degli infrarossi. Questo bloccaggio impreciso dell'assetto dovuto alle caratteristiche della lunghezza d'onda produrrà significativi errori di disallineamento che verranno riportati nei dati finali della superficie, portando a deviazioni nei risultati di misurazione e all'incapacità di riprodurre accuratamente le vere proprietà fisiche delle materie prime. 3. Soluzione Zhixing: tecnologia di integrazione CGH a doppia lunghezza d'onda: guida visibile, misurazione a infrarossi Per soddisfare i severi requisiti dei clienti con carichi ad alta precisione, Zhixing Optics ha sviluppato una soluzione CGH a doppia lunghezza d'onda a banda incrociata. Rendiamo la luce visibile (632,8 nm) una "guida digitale" per la luce infrarossa, rendendo il rilevamento del fronte d'onda di trasmissione intuitivo ed efficiente.
◆ Design "Un'immagine, due onde" a livello fisico: su un singolo substrato di quarzo ad elevata purezza, attraverso una precisa codifica di fase, imponiamo simultaneamente un'area di allineamento della luce visibile e un'area di compensazione della posizione zero dell'infrarosso.
Diagramma del layout CGH condiviso visibile agli infrarossi
◆Fase 1: Blocco rapido del riferimento della luce visibile. Utilizzando un interferometro rosso visibile a occhio nudo, il CGH e l'elemento infrarosso sotto test vengono rapidamente regolati su un orientamento coassiale di livello inferiore al micron. Questo passaggio elimina le interferenze derivanti dal disallineamento geometrico, fornendo un orientamento spaziale accurato per la successiva valutazione dell'omogeneità del materiale.
Diagramma del percorso ottico di allineamento della luce visibile
◆Seconda fase: misurazione continua del fronte d'onda a infrarossi. Poiché le regioni visibili e infrarosse condividono lo stesso insieme di centri geometrici micro/nano-modello, il sistema raggiunge automaticamente l'allineamento ideale dopo il passaggio all'interferometro a infrarossi. I dati del fronte d'onda trasmessi acquisiti in questa fase possono riflettere in modo accurato e oggettivo le caratteristiche fisiche complete del componente.
Diagramma del percorso ottico dell'infrarosso
4. Trasferimento di precisione su banda incrociata: approvazione di carichi ad alta affidabilità
Il nostro metodo di allineamento a lunghezza d'onda incrociata sviluppato in modo indipendente garantisce l'allineamento spaziale dell'asse di allineamento della luce rossa e dell'asse di test degli infrarossi. Questo "relè di riferimento" non solo riduce il tempo di allineamento di oltre l'80%, ma, cosa ancora più importante, fornisce un vero "rapporto di controllo dello stato del fronte d'onda" a circuito chiuso per la valutazione della qualità dei carichi di fascia alta.
Salto di efficienza:
◆Miglioramento dell'efficienza: il tempo di allineamento è stato ridotto da "ore" a "minuti".
◆ Circuito chiuso di qualità: raggiunge realmente la valutazione dimensionale della forma della superficie, delle dimensioni e dell'uniformità dell'indice di rifrazione del materiale, riducendo significativamente i rischi di integrazione del sistema.
Conclusione
ZhiXing Optics comprende profondamente la ricerca della massima precisione per carichi ad alta affidabilità. Illuminiamo il "punto cieco" degli infrarossi attraverso la tecnologia di visualizzazione e utilizziamo soluzioni di rilevamento del fronte d'onda di trasmissione ad alta precisione per proteggerti dai rischi materiali e proteggere ogni fronte d'onda centrale.
