Analysis of narcissus effect in infrared optical systems with cooled detectors


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: SERHAT HASAN ASLAN

Danışman: Sinan Kaan Yerli

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kızılötesi lens tasarımı görünür bölge lens tasarımıyla birçok yönden benzerlik gösterir. Optik bozulum tipleri ve hesaplamaları, toleranslandırma yöntemleri görünür bölge lenslerinde uygulandığı gibi kızılötesi lenslerde de uygulanır. Ancak, kızılötesi lenslerde görünür bölge lenslerinden çok farklı tasarım yönleri vardır. Bu yönlerden biri de soğutmalı kızılötesi dedektörlerin kullanıldığı kızılötesi lenslerde görülen narsis etkisidir. Narsis etkisi yüksek performanslı askeri elektrooptik sistemler için tasarlanan soğutmalı dedektörlü kızılötesi lenslerde bilinen bir etkidir. Bu etki, soğutmalı dedektörün kırılmalı optik lens yüzeylerinden kendi üzerine geri yansımasıdır ve kızılötesi görüntüde merkezde siyah bir daire olarak görülür. Narsis etkisi lens tasarım safhalarında kontrol edilmezse, kızılötesi görüntü kalitesini oldukça düşürür. Narsis etkisi kızılötesi lens tasarımında iki tane paraksiyel parametreyle kontrol edilir. Bu parametrelerden biri narsis dağılımının büyüklüğünü kontrol ederken, diğeri dedektör üzerindeki dağılımını kontrol eder. Narsis etkisi genelde optik mimarinin, lens sayıları ve malzemelerinin halihazırda belirlenmiş olduğu optik lens tasarımının son safhalarında analiz edilir. Eğer narsis performansı yeterli seviyede değilse, hem optik bozulumlar hem de narsis açısından yeterli seviyeye ulaşmak için oldukça verimsiz ve zaman alan iterasyonlara ihtiyaç vardır. Bu tezde, optik tasarımcıların narsis etkisini erken lens tasarım safhalarında kontrol edebilmelerini sağlayan bir narsis kontrol tekniği geliştirilmiştir. Geleneksel paraksiyel narsis kontrol parametreleri Seidel bozulum katsayılarına benzer yeni bir bozulum katsayısı olarak kullanılabilecek iki narsis kontrol metriğine dönüştürülmüştür. Önerilen narsis kontrol modeliyle bir lensin narsis performansı optik bozulumların yanında lens tasarımın erken safhalarında dikkate alınabilir.