En el campo aeroespacial moderno, los sistemas ópticos infrarrojos son los "ojos" de las cargas útiles de satélites especializados. Especialmente con el aumento de los despliegues de constelaciones espaciales comerciales y las misiones de exploración del espacio profundo, la calidad de la entrega de cargas útiles infrarrojas de alto rendimiento se ha convertido en una medida clave de la fortaleza tecnológica. Sin embargo, la investigación, el desarrollo y la producción de lentes infrarrojas siempre se han enfrentado a dos desafíos principales: las dificultades de alineación causadas por la invisibilidad de la luz infrarroja y las incertidumbres de calidad causadas por las características inherentes de los materiales infrarrojos. 1. Misión principal: ¿Por qué estamos tan centrados en las pruebas de "frente de onda transmitido"? En el ámbito de la luz visible, el cumplimiento de los estándares de forma y tamaño de la superficie suele garantizar el rendimiento óptico.
Pero en el ámbito del infrarrojo (especialmente cuando se utilizan materiales como el germanio y el silicio) esto dista mucho de ser suficiente. Los clientes de Zhixing Optics se concentran principalmente en los campos de carga útil de satélites comerciales y sistemas optoelectrónicos de alta gama. Ante estas misiones de alta confiabilidad, ¿por qué enfatizamos la necesidad de probar el frente de onda transmitido?
◆ La "trampa oculta" del índice de refracción: a diferencia del vidrio óptico tradicional, la estabilidad del índice de refracción (n) de los materiales infrarrojos se ve muy afectada por el proceso de crecimiento. Incluso si la precisión de la forma de la superficie de los componentes procesados es extremadamente alta, si hay una falta de homogeneidad en el índice de refracción dentro del material, se seguirán introduciendo graves aberraciones en el sistema.
◆Evaluación integral del desempeño: La mera detección de la forma de la superficie sólo revela la "superficie". Al probar el frente de onda transmitido, podemos evaluar exhaustivamente las fluctuaciones del índice de refracción, la tensión interna y los errores de forma de la superficie dentro del material. Este es un método científico fundamental para garantizar el rendimiento del frente de onda final de los componentes infrarrojos individuales e incluso del sistema ensamblado.
◆Garantizar la confiabilidad de las cargas útiles en órbita: para las cargas útiles infrarrojas que operan en el espacio, incluso las distorsiones mínimas del frente de onda pueden provocar un reconocimiento borroso de objetivos distantes. La detección del frente de onda transmitida es la última línea de defensa de la calidad para garantizar que las cargas útiles sean "claramente visibles y medidas con precisión" en entornos complejos. 2. Principales cuellos de botella: el "punto ciego visual" en la detección de infrarrojos Aunque la detección del frente de onda transmitida es crucial, existen obstáculos insuperables en la operación real: La "operación de apagón" es ineficiente: debido a la longitud de onda de trabajo invisible, hay una falta de guía intuitiva al ajustar el enfoque del interferómetro y las coordenadas del objeto medido, lo que resulta en ciclos de configuración y ajuste extremadamente largos y afecta seriamente los cronogramas de entrega. Pérdida de sensibilidad debido a una longitud de onda larga: esta es una limitación física de la detección de infrarrojos. Los interferómetros infrarrojos tienen longitudes de onda largas y la sensibilidad de la trayectoria óptica a los cambios de posición es mucho menor que la de la luz visible. Esto significa que la precisión del bloqueo de posición y actitud está naturalmente limitada en la banda de infrarrojos. Este bloqueo de actitud impreciso debido a las características de la longitud de onda producirá importantes errores de desalineación que se trasladarán a los datos finales de la superficie, lo que provocará desviaciones en los resultados de las mediciones y la incapacidad de reproducir con precisión las verdaderas propiedades físicas de las materias primas. 3. Solución Zhixing: Tecnología de integración CGH de longitud de onda dual: guía visible, medición infrarroja Para cumplir con los estrictos requisitos de los clientes con cargas de alta precisión, Zhixing Optics ha desarrollado una solución CGH de longitud de onda dual de banda cruzada. Hacemos de la luz visible (632,8 nm) una "guía digital" para la luz infrarroja, haciendo que la detección del frente de onda de transmisión sea intuitiva y eficiente.
◆ Diseño "Una imagen, dos ondas" a nivel físico: en un único sustrato de cuarzo de alta pureza, mediante una codificación de fase precisa, implantamos simultáneamente un área de alineación de luz visible y un área de compensación de posición cero infrarroja.
Diagrama de diseño CGH compartido visible por infrarrojos
◆Fase 1: Bloqueo rápido de referencia de luz visible. Usando un interferómetro rojo visible a simple vista, el CGH y el elemento infrarrojo bajo prueba se ajustan rápidamente a una orientación coaxial de nivel submicrónico. Este paso elimina la interferencia de la desalineación geométrica, proporcionando una orientación espacial precisa para la evaluación posterior de la homogeneidad del material.
Diagrama de trayectoria óptica de alineación de luz visible
◆Segunda etapa: Medición continua del frente de onda infrarroja. Dado que las regiones visible e infrarroja comparten el mismo conjunto de centros geométricos de patrón micro/nano, el sistema logra automáticamente una alineación ideal después de cambiar al interferómetro infrarrojo. Los datos del frente de onda transmitidos capturados en esta etapa pueden reflejar de manera precisa y objetiva las características físicas integrales del componente.
Diagrama de ruta óptica infrarroja
4. Transferencia de precisión entre bandas: respaldando cargas de alta confiabilidad
Nuestro método de alineación de longitudes de onda cruzada desarrollado independientemente garantiza la alineación espacial del eje de alineación de la luz roja y el eje de prueba de infrarrojos. Este "relé de referencia" no solo acorta el tiempo de alineación en más del 80 %, sino que, lo que es más importante, proporciona un "informe de verificación del estado del frente de onda" verdadero y de circuito cerrado para la evaluación de la calidad de cargas de alta gama.
Salto en eficiencia:
◆Mejora de la eficiencia: el tiempo de alineación se ha reducido de "horas" a "minutos".
◆Ciclo cerrado de calidad: realmente logra una evaluación dimensional completa de la forma de la superficie, las dimensiones y la uniformidad del índice de refracción del material, lo que reduce significativamente los riesgos de integración del sistema.
Conclusión
ZhiXing Optics comprende profundamente la búsqueda de la máxima precisión para cargas de alta confiabilidad. Iluminamos el "punto ciego" infrarrojo a través de tecnología de visualización y utilizamos soluciones de detección de frente de onda de transmisión de alta precisión para protegerlo de riesgos materiales y proteger cada frente de onda central.
