Коллиматоры

Коллиматоры - это оптические системы, используемые для имитации стандартных мир, помещенных на «оптической бесконечности» (очень большое расстояние). Коллиматоры используются для проекции изображения контрольных мир в направлении тестируемых прибовов. В зависимости типа оптических элементов, используемых в конструкции, коллиматоры делятся на две группы: отражающие и рефракционные. Отражающие коллиматоры имеют широкий спектральный диапазон и почти исключительно используются в системах для тестирования тепловизоров, а также предпочтительные в системах тестирования телевизионных камер, SWIR-камер, лазерных систем или многосенсорных систем наблюдения. Рефракционные коллиматоры в основном используются в системах для тестирования приборов ночного видения или телекамер, работающих в видимом/ближнем инфракрасном диапазоне.

Из оптической схемы, отражающие коллиматоры являются инвертированными телескопами. Поэтому можно утверждать, что существует много типов отражающих коллиматоров в зависимости от конфигураций зеркал (Ньютон, Кассегрен, Шварцшильд, Максутов и.т.д). Однако практически отражающие коллиматоры обычно строятся по схеме Ньютона (большое параболическое первичное, коллимирующее зеркало и меньшее вторичное плоское зеркало). Затем отражающие коллиматоры можно разделить на два основных типа: коллиматоры внеосевые и коллиматоры осевые.

Внеосевые отражающие коллиматоры имеют недиафрагмированную апертуру, потому что вторичное зеркало расположено вне апертуры коллиматора (рис. 2). Внеосевые отражающие коллиматоры также более дороги, чем осевые отражающие коллиматоры. Cимметричные параболические зеркала низкой стоимости используются для создания осевых отражательных коллиматоров. Несимметричные зеркала (части более крупного симметричного зеркала) необходимы в случае коллиматоров вне оси. Далее, юстировка внеосевых коллиматоров сложнее, чем в случае типичных коллиматоров на оси. Inframet выпускает большую серию внеосевых отражающих коллиматоров CDT, которые используются в качестве блоков тестовых систем Inframet или продаются как независимые оптические модули.


Рис .1. Серия CDT-коллиматоров различных апертур
и фокусных расстояний		 Рис. 2. Оптическая схема внеосевого коллиматора

Осевые отражающие коллиматоры имеют мертвую зону в центре их оптической апертуры из-за наличия диафрагмирования вторичного зеркала. Эта особенность значительно ограничивает применение осевых коллиматоров в системах для тестирования изображений большой оптики. Существует риск того, что мертвая зона коллиматора ограничает потока излучения на тестируемый тепловизор и это повлияет на результаты измерения. Однако, эти коллиматоры полностью приемлемы в тестовых системах визирования или когда вторичное зеркало на оси настолько велико, что не имеет перекрытия мертвой зоны коллиматора и оптики тестируемых приборов. В эту группу входят коллиматоры CJT, производимые Inframet и используемые в системах JT визирования, а также в системах MIS для тестирования многосенсорных систем наблюдения.

Рис. 3. Коллиматор CJT20100 Рис. 4. Оптическая диаграмма цетрированного коллиматора

Изготовление осевых параболических зеркал намного проще по сравнению с внеосевыми параболическими зеркалами. Рынок осевых параболических зеркал намного шире, чем рынок внеосевых параболических зеркал. Поэтому цены на высококачественные внеосевые параболические зеркала намного выше, чем цены на осевые параболические зеркала с одинаковой точностью изготовления, за исключением недорогих внеосевых зеркал с низким качеством алюминирования. Коллиматоры CDT построены с использованием дорогостоящих прецизионно-шлифованных зеркал, подходящих для создания высококачественных изображений. Это не коллиматоры, изготовленные из недорогих алюминиевых литых/шлифованных зеркал, подходящих только для низкого требования.   

a)   б)  
в)  
Рис.5. Фотографии образцовых испытательных систем Inframet, построенных с использованием разных коллиматоров CDT: a) DT150, б) DT110, в) испытательные системы DT400 для тестирования тепловизоров

Inframet обычно поставляет  коллиматоры вертикальной конфигурации (черное тело, вращающееся устройство и миры находятся на наверху коллиматора) из-за лучшей термической стабильности таких тестовых систем (важно при тестировании высокотехнологичных тепловизоров -> см. статью). Однако Inframet тоже может доставлять коллиматоры  горизонтальной конфигурации (черное тело, вращающееся устройство и миры находятся на том же горизонтальном уровне, что и коллиматор). Типичные апертуры коллиматоров внеосевых достигают 300 мм, но Inframet может доставлять внеосевые коллиматоры апертиры до 500 мм.

Технический лист данных: