Hassas güdümlü sistemler için iki bant kızılötesi arayıcı başlık optik tasarımı

Kızılötesi güdümlü sistemler, hedeften yayılan enerjiyi algılayarak, hedefleri tespit etmek ve etkisiz hale getirmek için kullanılır. Bu sistemlerde kullanılan optik elemanlar, kubbe, mercekler (ve/veya ayna) ve dedektördür. Çalışma kapsamında, arayıcı başlığın optik tasarımı kızılötesi spektrumun iki bandında (MWIR–LWIR) çalışacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, optik tasarım ve analiz yeteneğine sahip Zemax OpticStudio adlı program kullanılmıştır. Çalışmaya, iki bantta çalışabilen ticari dedektörler araştırılarak başlanmış ve performansları karşılaştırılarak uygun dedektör belirlenmiştir. Belirlenen dedektörün özellikleri ile optik tasarım parametreleri hesaplanarak 3 – 10 µm aralığında çalışabilen kızılötesi arayıcı başlık optik tasarımı yapılmıştır. Tasarımın –40 ile +80 °C sıcaklık aralığındaki optik performansları, farklı dört gövde malzemesi eklenerek incelenmiştir. Her bir malzemenin kullanımındaki odak bozulmaları optik pasif atermalizasyon tekniği ile düzeltilmiştir. Gövde malzemelerinin maliyet ve tedarik imkanları değerlendirilerek tasarım sonlandırılmıştır. Tasarımı yapılan arayıcı başlığın görüş açısı 16° ve modülasyon transfer fonksiyonunun (MTF) %50 olduğunda uzaysal frekansı 23 çç/mm bulunmuştur. Yapılan çalışmanın sonunda arayıcı başlık optik tasarımı, spot diyagramı, MTF, Seidel diyagramı, enerji dağılımı ile analiz edilmiş ve elde edilen sonuçlar tartışılmıştır.