Dans le domaine aérospatial moderne, les systèmes optiques infrarouges sont les « yeux » des charges utiles des satellites spécialisés. En particulier avec l’augmentation des déploiements commerciaux de constellations spatiales et des missions d’exploration de l’espace lointain, la qualité de livraison des charges utiles infrarouges hautes performances est devenue une mesure clé de la force technologique. Cependant, la recherche, le développement et la production de lentilles infrarouges ont toujours été confrontés à deux défis majeurs : les difficultés d'alignement causées par l'invisibilité de la lumière infrarouge et les incertitudes de qualité causées par les caractéristiques inhérentes des matériaux infrarouges. 1. Mission principale : Pourquoi sommes-nous si concentrés sur les tests de « front d'onde transmis » ? Dans le domaine de la lumière visible, le respect des normes de forme et de taille de surface garantit généralement les performances optiques.
Mais dans le domaine infrarouge (notamment lorsqu’on utilise des matériaux comme le germanium et le silicium), cela est loin d’être suffisant. Les clients de Zhixing Optics sont principalement concentrés dans les domaines de la charge utile des satellites commerciaux et des systèmes optoélectroniques haut de gamme. Face à ces missions de haute fiabilité, pourquoi insiste-t-on sur la nécessité de tester le front d’onde transmis ?
◆ Le « piège caché » de l'indice de réfraction : contrairement au verre optique traditionnel, la stabilité de l'indice de réfraction (n) des matériaux infrarouges est grandement affectée par le processus de croissance. Même si la précision de la forme de la surface des composants traités est extrêmement élevée, s'il existe une inhomogénéité de l'indice de réfraction au sein du matériau, cela introduira toujours de graves aberrations du système.
◆Évaluation complète des performances : la simple détection de la forme de la surface ne révèle que la « surface ». En testant le front d'onde transmis, nous pouvons évaluer de manière exhaustive les fluctuations de l'indice de réfraction, les contraintes internes et les erreurs de forme de surface au sein du matériau. Il s’agit d’une méthode scientifique de base permettant de garantir les performances finales du front d’onde des composants infrarouges individuels et même du système assemblé.
◆Assurer la fiabilité des charges utiles en orbite : pour les charges utiles infrarouges opérant dans l'espace, même des distorsions infimes du front d'onde peuvent conduire à une reconnaissance floue des cibles distantes. La détection du front d'onde transmis constitue la dernière ligne de défense de qualité pour garantir que les charges utiles sont « clairement visibles et mesurées avec précision » dans des environnements complexes. 2. Goulots d'étranglement principaux : le « angle mort visuel » dans la détection infrarouge Bien que la détection du front d'onde transmis soit cruciale, il existe des obstacles insurmontables dans le fonctionnement réel : le "fonctionnement en panne d'électricité" est inefficace : en raison de la longueur d'onde de travail invisible, il y a un manque de guidage intuitif lors du réglage de la focalisation de l'interféromètre et des coordonnées de l'objet mesuré, ce qui entraîne des cycles de configuration et de réglage extrêmement longs et affecte sérieusement les délais de livraison. Perte de sensibilité due à une longue longueur d'onde : Il s'agit d'une limitation physique de la détection infrarouge. Les interféromètres infrarouges ont de longues longueurs d'onde et la sensibilité du chemin optique aux changements de pose est bien inférieure à celle de la lumière visible. Cela signifie que la précision du verrouillage de position et d'attitude est naturellement limitée dans la bande infrarouge. Ce verrouillage d'attitude inexact dû aux caractéristiques de longueur d'onde produira des erreurs d'alignement importantes qui seront répercutées dans les données de surface finales, entraînant des écarts dans les résultats de mesure et une incapacité à reproduire avec précision les véritables propriétés physiques des matières premières. 3. Solution Zhixing : Technologie d'intégration CGH à double longueur d'onde – Guidage visible, mesure infrarouge Pour répondre aux exigences strictes des clients avec des charges de haute précision, Zhixing Optics a développé une solution CGH à double longueur d'onde multi-bande. Nous faisons de la lumière visible (632,8 nm) un « guide numérique » pour la lumière infrarouge, rendant la détection du front d'onde de transmission intuitive et efficace.
◆ Conception « Une image, deux vagues » au niveau physique : sur un seul substrat de quartz de haute pureté, grâce à un codage de phase précis, nous implantons simultanément une zone d'alignement de la lumière visible et une zone de compensation de position zéro infrarouge.
Schéma de disposition CGH partagé visible par infrarouge
◆Phase 1 : Verrouillage rapide de la référence de la lumière visible. À l’aide d’un interféromètre rouge visible à l’œil nu, le CGH et l’élément infrarouge testé sont rapidement ajustés à une orientation coaxiale de niveau submicronique. Cette étape élimine les interférences liées au désalignement géométrique, fournissant ainsi une orientation spatiale précise pour une évaluation ultérieure de l’homogénéité du matériau.
Diagramme du chemin optique d'alignement de la lumière visible
◆Deuxième étape : mesure transparente du front d'onde infrarouge. Étant donné que les régions visible et infrarouge partagent le même ensemble de centres géométriques à motif micro/nano, le système atteint automatiquement un alignement idéal après le passage à l'interféromètre infrarouge. Les données de front d'onde transmises capturées à ce stade peuvent refléter avec précision et objectivité les caractéristiques physiques complètes du composant.
Diagramme du chemin optique infrarouge
4. Transfert de précision entre bandes : adoption de charges à haute fiabilité
Notre méthode d'alignement des longueurs d'onde croisées, développée indépendamment, garantit l'alignement spatial de l'axe d'alignement de la lumière rouge et de l'axe de test infrarouge. Ce « relais de référence » réduit non seulement le temps d'alignement de plus de 80 %, mais, plus important encore, il fournit un véritable « rapport de contrôle de l'état du front d'onde » en boucle fermée pour l'évaluation de la qualité des charges haut de gamme.
Un bond en efficacité :
◆Amélioration de l'efficacité : le temps d'alignement a été réduit de "heures" à "minutes".
◆Qualité en boucle fermée : réalise véritablement une évaluation dimensionnelle de la forme de la surface, des dimensions et de l'uniformité de l'indice de réfraction du matériau, réduisant ainsi considérablement les risques d'intégration du système.
Conclusion
ZhiXing Optics comprend profondément la recherche d'une précision ultime pour les charges de haute fiabilité. Nous éclairons le « point mort » infrarouge grâce à la technologie de visualisation et utilisons des solutions de détection de front d'onde de transmission de haute précision pour vous protéger des risques matériels et protéger chaque front d'onde central.
