Fenêtre optique dans les systèmes d'imagerie thermique infrarouge

La gamme de longueurs d'onde de fonctionnement des thermomètres à imagerie thermique typiques se situe dans l'infrarouge à ondes moyennes à longues, de 2 à 14 µm (2000 à 14000 nm) ou 7-14 µm (7000-14000 nm). La plage de longueurs d'onde de fonctionnement spécifique peut varier entre les produits des différents fabricants. Les lentilles optiques ordinaires, cependant, sont complètement coupées et deviennent opaques au-delà de 3000 nm.

Ce type de verre, lorsqu'il est utilisé dans les appareils d'imagerie thermique, ne présentera pas de changements de température et ne sera donc pas efficace pour la mesure de température par imagerie thermique. Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser un filtre qui peut transmettre des longueurs d'onde infrarouges moyennes à longues. Les matériaux couramment utilisés à cette fin sont le silicium monocristallin et le germanium monocristallin.

Dans certains appareils d'imagerie thermique, nous pouvons également utiliserLentilles en siliconeCristaux pour remplacer le verre de germanium. La gamme de longueurs d'onde de fonctionnement des cristaux de silicium n'est pas aussi étendue que celle du verre au germanium. Le silicium monocristallin (Si) est un matériau chimiquement inerte avec une dureté élevée et est insoluble dans l'eau. Il possède d'excellentes propriétés de transmission de la lumière dans la gamme de longueurs d'onde de 1 à 7 µm.

Fenêtre en verre GermaniumPossède d'excellentes propriétés de transmission de la lumière dans la gamme de longueurs d'onde de 2 à 16 µm et est chimiquement stable, ce qui la rend résistante aux réactions avec des oxydes métalliques, des substances acides, de l'air et de l'eau. Les thermomètres infrarouges et les dispositifs d'imagerie thermique nécessitent des filtres capables de transmettre des longueurs d'onde infrarouges à ondes moyennes à longues. Ces dispositifs fonctionnent généralement dans la gamme de 2 à 13 µm, et le verre au germanium est bien adapté à cet effet en raison de son excellente transmission dans l'infrarouge à ondes moyennes et longues. Le verre optique ordinaire a une très faible transmittance dans ces longueurs d'onde, ce qui le rend impropre à de telles applications. De plus, en revêtant du verre de germanium avec des films minces optiques, sa transmittance peut être considérablement augmentée et sa réflectance de surface peut être réduite. Le verre germanium est opaque dans la gamme de longueurs d'onde de la lumière visible.

De plus,Fenêtres optiques en germaniumOnt d'excellentes propriétés de transmission de la lumière dans la gamme de longueurs d'onde infrarouges lointaines de 300 à 3000 µm, une caractéristique non partagée par d'autres matériaux infrarouges. Le silicium monocristallin (Si) est généralement utilisé pour les fenêtres optiques infrarouges à ondes moyennes et les substrats de filtres optiques de l'ordre de 3 à 5 µm. En raison de sa bonne conductivité thermique et de sa faible densité, le silicium est également un matériau couramment utilisé pour la fabrication de miroirs laser, de thermomètres infrarouges et de lentilles optiques infrarouges.

En règle générale, le verre au germanium est utilisé pour les fenêtres des dispositifs d'imagerie thermique infrarouge et des thermomètres infrarouges, principalement en tenant compte de la plage de longueurs d'onde de 8 à 14 µm. Sans revêtement, la transmittance du verre de germanium n'est que de 40 à 50%. Cependant, après l'application d'un revêtement antireflet, la transmittance peut atteindre jusqu'à 90%, améliorant ainsi la sensibilité de détection du produit et la plage de mesure de la température. De plus, de nombreux clients exigent que le verre au germanium soit enduit d'un film de carbone de type diamant (DLC) pour améliorer sa dureté et fournir un certain degré de protection contre les explosions.