I divisori di fascio ottici sono componenti ottici di precisione che dividono, combinano o reindirizzano la luce tra i percorsi di trasmissione e di riflessione all’interno dei sistemi di imaging e laser per la difesa. Trovano impiego in sensori elettro-ottici, mirini per armi, sistemi di puntamento, telemetri laser, apparecchiature di sorveglianza e sistemi di imaging multispettrale.
Questa pagina presenta i produttori di divisori di fascio ottici che offrono modelli a piastra, a cubo, a pellicola, dicroici, polarizzanti, non polarizzanti, a banda larga e per linee laser.
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Soluzioni ottiche e fotoniche di precisione per sistemi di imaging, rilevamento e puntamento nel settore della difesa
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I divisori di fascio ottici dividono, combinano o reindirizzano la luce all’interno di un sistema ottico controllando la proporzione di luce incidente che viene trasmessa e riflessa. Il loro comportamento è determinato da fattori quali il materiale del substrato, la progettazione del rivestimento, l’angolo di incidenza, la lunghezza d’onda e la polarizzazione, consentendo a un divisore di fascio di distribuire l’energia ottica tra diversi sensori, canali di visualizzazione o percorsi laser.
Nei sistemi di difesa, i divisori di fascio ottici di precisione vengono impiegati in sensori elettro-ottici/a infrarossi (EO/IR), mirini per armi, sistemi di puntamento, telemetri laser, apparecchiature di sorveglianza, sensori di imaging multispettrali e altri gruppi ottici. I modelli spaziano dai divisori di fascio compatti a piastra e a cubo a configurazioni selettive in base alla lunghezza d’onda e polarizzanti, ottimizzate per il funzionamento nell’ultravioletto (UV), nel visibile, nell’infrarosso vicino (NIR), nell’infrarosso a onde corte (SWIR), infrarosso a onde medie (MWIR) o infrarosso a onde lunghe (LWIR).
Un divisore di fascio è in grado di suddividere la luce incidente in percorsi distinti di trasmissione e riflessione, consentendo allo stesso input ottico di alimentare più rilevatori o sottosistemi. Il rapporto richiesto tra riflessione e trasmissione può essere bilanciato o deliberatamente diseguale, a seconda della potenza ottica richiesta da ciascun canale.
Divisori di fascio di Torrent Photonics
I divisori di fascio possono essere utilizzati anche in senso inverso per combinare la luce proveniente da percorsi ottici separati in un unico percorso comune. Ciò risulta utile nei casi in cui i canali di imaging, puntamento, visualizzazione o laser debbano condividere parte dello stesso treno ottico, mantenendo al contempo caratteristiche spettrali o di polarizzazione controllate.
Un divisore di fascio per l’imaging può indirizzare porzioni della luce in entrata verso diversi array sul piano focale, telecamere o rivelatori. Nei sistemi EO/IR, ciò consente a più sensori di ricevere luce da un’apertura di ingresso comune o da un percorso ottico allineato, pur operando a lunghezze d’onda diverse o svolgendo funzioni di imaging differenti.
Un divisore di fascio dicroico utilizza rivestimenti selettivi in base alla lunghezza d’onda per riflettere determinate regioni spettrali e trasmetterne altre. I divisori di fascio multispettrali possono quindi separare le bande del visibile, NIR, SWIR, MWIR o altre in canali dedicati ai sensori senza richiedere ottiche di ingresso completamente indipendenti. La transizione precisa tra le bande riflesse e quelle trasmesse dipende dal design del rivestimento, dall’angolo di incidenza e dalla polarizzazione.
Un divisore di fascio polarizzante divide la luce in base alla polarizzazione, separando comunemente gli stati di polarizzazione ortogonali in fasci trasmessi e riflessi. I divisori di fascio a cubo polarizzante vengono utilizzati laddove il controllo della polarizzazione è importante per i sistemi laser, le misurazioni ottiche, l’imaging o altre funzioni sensibili alla polarizzazione.
Un divisore di fascio laser può deviare una frazione controllata di un fascio laser verso un rilevatore di monitoraggio, trasmettendo al contempo la maggior parte della potenza ottica al percorso principale. Ciò consente la diagnostica del fascio, il monitoraggio della potenza, l’allineamento, il controllo a retroazione e altre funzioni senza interrompere il funzionamento del fascio principale.
I divisori di fascio ottici sono disponibili in diverse configurazioni, ciascuna adatta a diversi requisiti di lunghezza d’onda, confezione, polarizzazione e imaging.
| Tipo | Struttura | Principio di divisione | Comportamento in funzione della lunghezza d’onda | Applicazioni tipiche nel settore della difesa |
| Divisore di fascio a piastra | Lastra ottica piana rivestita | Riflessione e trasmissione parziali | A banda singola o a banda larga | Immagini, mirini, sistemi laser |
| Divisore di fascio a cubo | Due prismi con un’interfaccia interna di divisione del fascio | Riflessione e trasmissione interne | A banda larga o a lunghezza d’onda specifica | Assemblaggi EO compatti, ottiche laser |
| Divisore di fascio a pellicola | Membrana ottica molto sottile | Riflessione parziale da film sottile | Lunghezze d’onda laser comunemente visibili o selezionate | Interferometria, allineamento, imaging a basso ghosting |
| Divisore di fascio dicroico | Piastra o substrato rivestito | Riflessione e trasmissione spettrale | Fortemente selettivo in termini di lunghezza d’onda | Sensori multispettrali ed EO/IR |
| Divisore di fascio polarizzante | Piastra o cubo con rivestimento selettivo per la polarizzazione | Separazione della polarizzazione | Ottimizzata per banda e polarizzazione | Sistemi laser e sensori sensibili alla polarizzazione |
| Divisore di fascio non polarizzante | Piastra o cubo rivestito | Divisione simile per polarizzazioni ortogonali | A banda larga o a linea laser | Strumentazione di imaging e laser |
| Divisore di fascio a banda larga | Elemento ottico con rivestimento multistrato | Riflessione parziale su un’ampia banda spettrale | Ampio campo operativo | Sistemi di imaging e sensori multiuso |
| Divisore di fascio per linee laser | Rivestimento ottimizzato per una lunghezza d’onda ristretta | Riflessione controllata su una linea laser definita | A banda stretta | Telemetria, designazione e misurazione laser |
Il substrato determina l’intervallo spettrale utilizzabile, il comportamento termico, le proprietà meccaniche e la compatibilità del divisore di fascio con il suo rivestimento ottico.
La scelta del materiale deve essere adeguata alla lunghezza d’onda, all’intervallo di temperatura, alla potenza ottica, ai requisiti di rivestimento e alle condizioni ambientali previste durante l’utilizzo.
Separatori armonici – Divisori di fascio dicroici di Torrent Photonics
I divisori di fascio laser per uso militare trovano impiego in telemetri, designatori, sistemi di monitoraggio del fascio, gruppi di allineamento e architetture laser ad alta potenza. I divisori di fascio ad alta potenza richiedono progettazioni di rivestimento adeguate, un basso assorbimento ottico, materiali di substrato appropriati e una resistenza sufficiente ai danni indotti dal laser alla lunghezza d’onda e al livello di potenza operativi.
I divisori di fascio elettro-ottici supportano l’imaging ad apertura condivisa, i sistemi multicamera, i sensori di sorveglianza, i mirini per armi e i sistemi di ricognizione. Un divisore di fascio per mirini o per sensori può distribuire la luce proveniente dalla stessa scena tra un percorso di osservazione, un rilevatore di immagini, un percorso di visualizzazione o un sensore ausiliario, mantenendo al contempo l’allineamento richiesto tra i canali.
I divisori di fascio per il puntamento consentono ai canali di imaging e laser di condividere percorsi ottici allineati. I divisori di fascio per telemetri laser e designatori laser possono separare o combinare i percorsi di trasmissione e ricezione, dirigere una porzione del fascio verso l’elettronica di monitoraggio o supportare l’allineamento tra i canali laser e di imaging.
I divisori di fascio multispettrali separano le diverse regioni di lunghezza d’onda per i rilevatori dedicati, aiutando i sistemi EO/IR a combinare il rilevamento nel visibile e nell’infrarosso all’interno di un unico gruppo ottico. I divisori di fascio SWIR, MWIR e LWIR devono utilizzare materiali di substrato e rivestimenti compatibili con la banda infrarossa prevista.
Diversi componenti ottici svolgono funzioni che si sovrappongono a quelle dei divisori di fascio, ma i loro ruoli principali differiscono.
La scelta del componente appropriato dipende dal fatto che il sistema necessiti di divisione del fascio, selezione della lunghezza d’onda, controllo della polarizzazione, cambiamento di direzione o combinazione ottica.
Questi sviluppi consentono la realizzazione di gruppi ottici più piccoli e integrati, mantenendo al contempo le prestazioni spettrali, di polarizzazione, di imaging e ambientali richieste dai moderni sensori di difesa e dai sistemi laser.
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