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optics1210 2019-01-24 14:32

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十七:理解冷反射效應

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夜視系統(tǒng)可以在完全黑暗中看到圖像。因為宇宙中的所有物質(zhì)都以光子的形式輻射能量,在理想黑體輻射的情況下遵循普朗克函數(shù),或者近似該函數(shù)。 由于您的皮膚接近20攝氏度,您可以根據(jù)光譜向?qū)pectrumWizard計算的下圖所示的曲線設置輻射。 注意峰值約為10微米。 (鍵入MSW以打開向?qū)。?div align="center"> P.B'Gh#^  
夜視系統(tǒng)通過將紅外光轉(zhuǎn)換為探測器能夠感知的輻射。 常見的材料是HgCdTe,其具有如下所示的光譜靈敏度(該圖來自Wolfe和Zissis的The Infrared Handbook。精確的靈敏度范圍取決于成分的相對比例)。光源,環(huán)境和探測器都能在所需的光譜窗口內(nèi)正常工作。

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為了獲得高信噪比,必須確保光學器件,甚至探測器本身不會在相同波長下輻射不需要的光通量。 這是通過將檢測器冷卻到非常低的溫度(通常使用液氮)并在鏡片表面上使用高質(zhì)量的抗反射涂層來實現(xiàn)的。 如果不采取這些步驟,情況類似于您通過望遠鏡觀察到的情況,其中鏡頭和外殼都是白熱的:很難看清您正在觀察的內(nèi)容。 mD)O\.uA  
這就是所謂的“冷反射”效應,它在掃描紅外系統(tǒng)中顯示為圖像中心的黑色模糊斑:
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出現(xiàn)這種效果是因為在視場的中心,探測器可以看到自身的鬼像,從某處的透鏡表面反射而來。 這個影像很暗 - 因為探測器非常暗 - 因此探測器看到的總背景信號在中心處低于在視場的其他部分,其中鬼像被其他鏡片孔徑漸暈,掃描 離開視場,或者因為它不能形成清晰的圖像。 ACYn87tq  
為了說明這種效果并展示如何控制它,我們將使用SYNOPSYS™中的鏡頭。 在CW中鍵入FETCH X12。
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這是一個紅外系統(tǒng),設計用于8到13微米的波段,使用AFOCAL模式,這意味著光線輸出是以角度給出的,最后兩個表面是平坦的,重合的虛擬面。 這是程序?qū)⒐饩高度轉(zhuǎn)換為角度的位置,它還標記掃描棱鏡或其他移動組件的位置,這些組件一次一個像素地對圖像進行采樣。 要分析此鏡頭的冷反射屬性,請使用命令NAR。
uCfp+  
    SYNOPSYS AI>NAR