Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Далее, из рис. 5.5 видно, что черное тело при 300' К заметно излучает в интервале от 5 Р до 6 «~, в котором, например, РЬТе обладает некоторой чувствительностью. Вследствие этого первые несколько сотен футов влажной атмосферы будут вызывать в РЬТе постоянный сигнал, а флюктуации сцгнала, появляющиеся вследствие флюктуаций атмосферной температуры, вызовут нежелательные шумы. 5.7 Оптические материалы Рефлекторы.
Обычно в спектральных радиометрах и других приборах для инфракрасного излучения применяются параболические стеклянные зеркала. Их назначение состоит в том, чтобы собрать излучение и сфокусировать его на принимающем элементе. Использование для этой цели именно стеклянных параболических зеркал имеет много преимуществ. Прежде всего, излучение всех длин волн собирается в одном и том же фокусе, так что изображение объекта свободно от хроматической аберрации.' Стекло сравнительно просто обрабатывается, причем получаются поверхности высокой степени совершенства, в то время как преломляющие материалы, пригодные для инфракрасной области, из которых можно было бы изготовить линзы, трудны для обработки, менее долговечны, чем стекло, и не имеют того разнообразия в дисперсионных свойствах,.
которое необходимо в ахроматических системах, подобных существующим для ультрафиолетового и видимого спектра. Сферические зеркала дают сферическую аберрацию, от которой свободны параболические зеркала в параллельном пучке лучей, однако последние в косом пучке дают кому. Сферическая аберрация и кома могут быть скорректированы при помощи предложенных )92 испгсклнив и злспгостганвнив инвваквлсных лячвй [гл.
5 Шмидтом '), Максутовым в) или Вауверсом в) пластинок из преломляющего материала, расположенных на пути приходящего излучения. Эти приспособления увеличивают угол зрения, при котором еще может получиться резкое изображение, и позволяют достигнуть большой светосилы. Такие системы хорошо известны в астрономии, где часто нужно получить большой угол зрения при малом фокусном расстоянии и где способность стекла к точной обработке дает возможность точно выдержать необходимую форму поверхностей. Обработка корректирующих поверхностей для инфракрасной области из имеющихся материалов более трудна.
Зеркало делают очень сильно отражающим для широкой области спектра, покрывая его наружную поверхность металлическим слоем из золота или алюминия путем испарения металла в вакууме. Обычно применяется алюминий благодаря его высокой отражающей способности в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра; его можно мыть водой.
Золото также применяется в тех случаях, когда выгодна его малая отражательная способность в видимой части спектра. Иногда металлическую поверхность покрывают тонким защитным слоем окиси кремния. Если требуется высокая стойкость, применяют родиевое покрытие. Отражательная способность золота возрастает с увеличением длины волны с 0,47 при 0,5 Р до 0,98 при 0,8 Р и приблизительно до 0,98 при 10 Р.
Отражательная способность алюминия равна приблизительно 0,90 в видимом спектре и 0,95 и выше в области 10 Р. Отражательная способность родня возрастает с 0,70 в видимом спектре до 0,95 в области 10(в, Материалы, прозрачные для длинных волн. Для чувствительных элементов и часто для закрывания переднего конца телескопической трубы радиометра (рис. 5.3) необходимы материалы, обладающие прозрачными «окнами». Твердые тела, пропускающие инфракрасные лучи в диапазоне от 1 до !5 Р— это главным образом такие кристаллы, у которых собственные нормальные частоты решеток лежат в далекой инфракрасной области. Наиболее известны следующие материалы, прозрачные для широкой полосы спектра, начиная с ультрафиолетовой части и кончая инфракрасной: ХаС1 до 15 Р, КС1 до 20 Р, КВг до 30 Р.
Эти материалы в искусных руках прекрасно полируются. Но они сильно растворимы в воде и потому должны быть защищены от влажного воздуха. Слой лака не может гарантировать, что вода не проникнет через какое-нибудь ничтож- !) Я с ь |и 14 ! В. мн!. (4влвы Я!егпжвг!е, Вегяепог! 7, Зб (!932); см. также % ог ш вег Епс М., Оп !Ье Рев!яп о! %!4е Апя!е Ясьтл!4! Орпсв! Яув!ежв, У. ОР!.
Яос. Аш. 40, 4!2 (!950). в) Мв$свивов Р. Р., Беж Св!ожор!гю Мез!всвв Яув!егпв, Л. Ор!. Яос. Аж. 34, 270 (!944). в) Во и вв егв А., Асшеветеп!в !и Орпсв, В!вев!ег РвЫ!вшая Со. !пс., Нем Уог)в — Аав!егдаа, 1946. 5.7! 193 ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ное отверстие и в конце коицев ие испортит поверхность. Однако есть возможность покрыть весь кристалл пленкой из гидрохлорида каучука («плиофильм») и тем обеспечить достаточную защиту от воды. Но этот способ ведет к заметным изменениям прозрачности вследствие абсорбции в органических веществах, а оптические качества поверхностей ухудшаются. Для лабораторных приборов, таких, как термопары инфракрасных спектрометров, наилучшими и наиболее часто применяемыми (и притом без всякого покрытия) являются ХаС! и КВг.
Хлористое серебро в форме катаниых листов, введенных Кремерсом '), получило широкое распространение в тех многочисленных случаях, где нерастворимость в воде играет ббльшую роль, чем очень высокие оптические качества. Коэффициент прозрачности хлористого серебра в инфракрасной области до !8 !А равен приблизительно 0,8, причем потери происходят главным образом вследствие высокой отражательной способности материала, что в свою очередь вызвано большим показателем преломлеиия, равным приблизительно 2. Хлористое серебро фоточувствительно к синему и ультрафиолетовому свету и поэтому его нельзя использовать на дневном свете или в сильном свете раскалеииых тел. Оно может быть предохранеио каким-нибудь красным материалом, например сурьмой или селевом, которые исключают синий свет, ио зато и несколько уменьшают прозрачность вследствие своего еще большего показателя преломления.
Высокая прозрачность может быть восстановлена или даже поднята выше 0,80 путем применения противоотражательного четверть- волнового покрытия из полистиреиовой пленки или другого прозрачиого материала я), ио, конечно, при этом в спектр взодятся полосы поглощения, порождаемые покрытием. Во время второй мировой войны в Германии был найден материал, известный как КК8 5. Это — эвтектическая смесь иодистого таллия и бромистого таллия, имеющая красный цвет и сравнительно прозрачная между 1 и 40 (А.
Коэффициент прозрачности в инфракрасной области всюду равен 0,70; потери происходят главным образом из-за высокой отражательной способности. КК8 5 трудно поддается оптической обработке, ио искусные мастера могут достигать отличных результатов. Органические мате риалы. Все оргаиические пленки имеют сильные полосы поглощения, соответствующие нормальным частотам колебаний атомов, входящих в их сложные молекулы. Поэтому вообще возможно применять только тонкие слои толщиной порядка тысячных дюйма. На рис. 5.17 показаны кривые пропускаиия пленки двух 1) К ге те гв Н. С., Орцса! $!!Рег Сшогьйе, ).
Ор!. $ос. Аш. 37, 337 (1947). Я) Нуп1ая Магх апп 81!1!вяз Вгисе Н., Н!ИЬ Тгаяза!Ез!оя %!Пдома !ог Каша!юп о! 3 !о 14 Р )(гаге!епя!ь, ). Ор!. $ос. Агп. 37, 1!3 (!947). 13з яия.л,с,л 194 исптсканив и влспгостганзнив инеглкгасных лгчвй (гл. б разных толщин из гидрохлорида каучука (аплиофильм»), а на рис.
5.18 — то же для полиэтилена. Существенные различия в графиках на этих двух рисунках указывает на разницу в молекулярной структуре обоих материалов и, следовательно, на пользу применения инфракрасной спектроскопии для открытия подобных явлений. Полимер структуры Р Р ! — С вЂ” С— ! ! Р Р («тефлон»), в котором фтор находится на местах более обычного водорода, относительно прозрачен в близком инфракрасном спектре /Б ф й ч ББ йББ Ь Б,Л Б Я Б у Б Б 7 Б у /Б м тз ту /ч галала Баллы Б маралах Рис.
5.17. Прозрачность гндрохлорида каучука (аплиофильмз). даже при такой большой толщине, как 4 мм. Кривые пропускания для трех толщин этого материала приведены на рис. 5.19. Малая прозрачность в видимой части объясняется тем, что образцы на вид были похожи на опаловое стекло; видимый свет не поглощался в образцах, а подвергался рассеянию.
При более длинных волнах, вблизи 1 р, рассеяние становилось незначительным и материал свободно пропускал излучение. Материалы, применимые в близкой инфракрасной ч а с т и с п е к т р а. Известно много стойких материалов, которые могут быть использованы в близкой инфракрасной части спектра. На рис. 5.20 показаны кривые прозрачности для образцов разных 5.7) 195 оптическив млтегиллы толщин из кварца, искусственного сапфира, МКО, )лг, Сара. Кривые интересны тем, что они показывают, как эти материалы отрезают длинные волны. Выло разработано стекло, содержащее трисульфид мышьяка. Фрерикс') описал образцы этого стекла, которое пропускает от 50 до 75е)е приходящего излучения в полосе от 1 до 12 р.
Это „ДР ф фЦ ч й !г4 ф тз 4 ~о' Р ' 4 Х У Ю йлооо волны о миолоноо Рис. 5.18. Прозрачность полиэтилена. стекло уже нашло себе коммерческое применение ). Возможно, что продолжающиеся успехи в производстве стекла сильно увеличат выбор материалов, пригодных для использования во всем инфракрасном спектре. Фильтры. Для исключения видимого света и очень коротких инфракрасных лучей часто применяются порошковые фильтры. Кри. вая на рис.
5.10, соответствующая порошку теллура, иллюстрирует характеристику такого фильтра. Фильтрующий эффект зависит от рассеяния лучей с малой длиной волны в фильтре, глубина которого больше длины волны. Когда длина волны и размер частицы порошка становятся приблизительно равными, появляется прозрачность, которая с увеличением длины волны быстро растет до некоторой по стоянной величины. Рассеивающий порошок вообще должен состоять г) )чгег)сиз кчоо11, Хе~ч Орнса) 01аззез мйп Оооо Тгаязрзгепсу !и !Ие 1п!гагеч, ). Ор!. Бес. Апь 43, 1153 (1953). з) Атег!сзп Орпса! Сошрапу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
