Infrarotoptiken und -Linsen

Hochleistungsoptiken und -Linsen sind entscheidend, um das volle Potenzial jedes thermischen Bildgebungs­systems auszuschöpfen.

Von der Maximierung der Transmission im Infrarotspektrum bis zur Optimierung von Sichtfeld, Brennweite und Auflösung: Das richtige optische Design gewährleistet eine genaue Temperaturmessung, eine verbesserte Bildklarheit und eine zuverlässige Leistung in anspruchsvollen Umgebungen. Ob für Industrieinspektion, medizinische Diagnostik, Sicherheit, Transport oder Verteidigungsanwendungen – die Auswahl der richtigen Linsenkonfiguration ist entscheidend, um konsistente, hochwertige thermische Daten zu erzielen.

Wir bieten ein umfassendes Portfolio an Infrarotoptiken und Thermografieobjektiven, um ein breites Spektrum an Anwendungen zu unterstützen. Unser Sortiment umfasst Festbrennweiten- und motorisierte Linsen, kunden­spezifische optische Baugruppen, Weitwinkel- und Teleobjektivlösungen sowie Spezialmaterialien, die für eine hohe Leistung im langwelligen und mittelwelligen Infrarotbereich optimiert sind. In Partnerschaft mit führenden globalen Herstellern und gestützt auf unsere hauseigene technische Expertise unterstützen wir Ingenieurinnen und Ingenieure dabei, die passende optische Lösung für ihre spezifischen Anforderungen an die thermische Bildgebung auszuwählen und zu integrieren.

Unser Team berät außerdem zu Designkompromissen, Linsenbeschichtungen und Umwelteinflüssen, damit Ihr System unter realen Einsatzbedingungen zuverlässig funktioniert.

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Kategorieübersicht

Infrarotoptiken werden auf den Wellenlängenbereich, den Detektor und die Einsatzumgebung des Zielsystems abgestimmt. LWIR-Optiken verwenden aufgrund ihrer hohen Transmission im Bereich von 8–14 µm häufig Materialien wie Germanium, während MWIR- und SWIR-Systeme Materialien wie Chalkogenidglas oder Silizium nutzen, die für ihre jeweiligen Wellenlängenbereiche besser geeignet sind.

Im Vergleich zu Optiken für sichtbares Licht sind bei IR-Linsen zusätzliche Designaspekte zu berücksichtigen. Thermische Ausdehnung und temperaturbedingte Änderungen des Brechungsindex können Fokus und Bildqualität beeinflussen, insbesondere bei wechselnden Betriebsbedingungen. Auch optische Beschichtungen werden so ausgewählt, dass sie die Transmission maximieren und Reflexionsverluste minimieren, während die Linsengeometrie auf die Detektorauflösung, den Pixelabstand und das erforderliche Sichtfeld abgestimmt sein muss.

Daraus ergibt sich, dass IR-Optiken eng mit dem Kameramodul verknüpft sind, für das sie ausgelegt werden. Materialauswahl, Beschichtungen, optische Geometrie und thermisches Verhalten müssen gemeinsam betrachtet werden, um die erforderliche Bildqualität, Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit zu erreichen.

Wenn Sie ein neues Wärmebildsystem entwickeln oder ein bestehendes Design optimieren möchten, unterstützen Sie unsere Experten gerne. Kontaktieren Sie Acal BFi, um Ihre Anwendung zu besprechen und zu erfahren, wie unser Portfolio an Optiken und Linsen Ihr nächstes Projekt verbessern kann.

Germaniumoptiken & -linsen

Germaniumoptiken & -linsen

Germanium ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien für Infrarotoptiken, insbesondere in langwelligen Infrarotsystemen (LWIR). Seine hohe Transmission im Bereich von 8–14 µm in Kombination mit guten mechanischen Eigenschaften macht es besonders geeignet für Wärmebildanwendungen in der industriellen Überwachung, Forschung, Sicherheit und anderen Präzisionsumgebungen. Erfahren Sie mehr über die Technologie

Wichtige Auswahlkriterien

  • Spektrale Kompatibilität: Die Optik muss zum Wellenlängenbereich der Kamera passen. LWIR-, MWIR- und SWIR-Systeme erfordern unterschiedliche optische Materialien und Beschichtungen, und eine falsche Abstimmung kann die Transmission deutlich verringern.

  • Materialauswahl: Germanium wird häufig für LWIR verwendet, während Materialien wie Chalkogenidglas und Silizium in anderen Infrarotbereichen eingesetzt werden. Die richtige Wahl hängt vom Spektralbereich, der Einsatzumgebung und den optischen Anforderungen ab.

  • Thermisches Verhalten: Temperaturänderungen können mechanische Ausdehnung und Verschiebungen des Brechungsindex verursachen, was Fokus und Bildqualität beeinflusst. Dies sollte als Teil des Linsendesigns berücksichtigt und nicht erst nachträglich behandelt werden.

  • Sichtfeld und Brennweite: Die optische Geometrie sollte auf die Anwendung abgestimmt sein und die abzudeckende Fläche gegen den am Ziel erforderlichen Detailgrad abwägen.

  • Umweltbeständigkeit: IR-Optiken müssen möglicherweise Temperaturwechsel, Feuchtigkeit, Verunreinigungen und anderen Umgebungsbedingungen standhalten, ohne Transmission oder Bildqualität zu beeinträchtigen.

  • Integration mit dem Detektor: Die Linse muss auf die Detektorgröße und den Pixelabstand abgestimmt sein. Eine schlechte Abstimmung zwischen Optik und Detektor kann die effektive Auflösung begrenzen und die Gesamtleistung des Systems verringern.

Unser Team berät Sie auch zu optischen Zielkonflikten, zur Auswahl von Materialien und Beschichtungen sowie zu Umgebungsanforderungen und unterstützt Sie dabei, eine IR-Optik zu wählen, die optimal auf die Kamera und die vorgesehenen Einsatzbedingungen abgestimmt ist.

FAQs

Infrarotoptiken verwenden andere Materialien und Beschichtungen, weil Standardglas IR-Wellenlängen nicht effizient überträgt. Sie müssen außerdem thermische Effekte und wellenlängenspezifisches Verhalten berücksichtigen. Dadurch sind sie spezialisierter als Optiken für sichtbares Licht.

Germanium bietet im LWIR-Bereich eine hohe Transmission und gute optische Leistung. Aufgrund seiner Kompatibilität mit Mikrobolometer-Detektoren wird es häufig in Wärmebildsystemen eingesetzt. Es ist jedoch schwerer und teurer als einige Alternativen.

Nein, jeder Spektralbereich erfordert andere Materialien und Designs: • LWIR: in der Regel Germanium-basierte Optiken • MWIR: andere Materialien, optimiert für mittelwelliges IR • SWIR: Optiken, die Systemen für sichtbares Licht näherkommen Die Verwendung der falschen Linse verringert die Leistung deutlich.

Zu den Heraus­forderungen zählen die Beherrschung der thermischen Ausdehnung, die Aufrechterhaltung einer hohen Transmission und die Sicherstellung der Beständigkeit in anspruchsvollen Umgebungen. Auch optische Beschichtungen müssen sorgfältig ausgelegt werden, um Verluste zu minimieren.

Temperaturänderungen können den Brechungsindex und die physikalischen Abmessungen der Linse verändern. Wird dies nicht richtig berücksichtigt, kann es zu Fokusverschiebungen und einer Verschlechterung der Bildqualität kommen. Häufig ist eine Temperaturkompensation erforderlich.

Ja, aber sie müssen für den Einsatz unter Umwelteinflüssen ausgelegt sein. Schutzbeschichtungen und Gehäuse werden häufig verwendet, um Schäden durch Feuchtigkeit, Staub und Temperaturschwankungen zu vermeiden.