Há sempre mais do que uma forma de resolver o problema ótico em imagem térmica e visão noturna, e as opções não são igualmente boas em tudo. Este artigo compara vidro com revestimento AR com os materiais, processos e abordagens de projeto com que compete, nos critérios que importam comercialmente: desempenho, durabilidade, custo unitário e prazo de entrega.
Vidro AR Anti-Reflexo em Imagem Térmica e Visão Noturna
Em imagem térmica e visão noturna, isso traduz-se num conjunto específico de requisitos em vez de uma preferência geral pela qualidade. Os sistemas de infravermelho de onda longa funcionam numa banda onde o vidro comum é opaco, o que empurra os projetos para germânio, silício, safira, seleneto de zinco e materiais calcogenetos. Estes substratos comportam-se de forma bastante diferente do vidro de luz visível: alguns são macios, alguns são termicamente sensíveis, e requerem torneamento de diamante ou polimento especializado em vez de acabamento convencional.
Seleção de substrato e material
O substrato determina com o que o revestimento tem de lidar. B270 e vidro float ultra-claro são os transportadores padrão para ecrãs e janelas de instrumentos, oferecendo alta transmissão a baixo custo. O borosilicato acrescenta estabilidade térmica, que importa quando o vidro é temperado, laminado ou exposto ao calor. Quartzo e sílica fundida estendem a banda para o ultravioleta e são usados onde o revestimento deve sobreviver a maior energia. Acrílico e policarbonato são revestidos quando o peso importa mais do que a resistência ao risco, mas exigem deposição a baixa temperatura e geralmente não aceitam as pilhas de óxido mais duras. Em Imagem Térmica e Visão Noturna, o material também define a gama de espessura disponível, e substratos finos abaixo de 1 mm precisam de cuidado tanto no revestimento, onde o empenamento é um risco, como na montagem, onde a tensão de aperto se manifestará como distorção ótica.
O que determina o custo e o prazo de entrega
O custo de um revestimento AR escala com o número de camadas, a área revestida e se uma ou ambas as faces são tratadas. Uma pilha de banda larga de quatro camadas numa face é a base económica; empurrar a refletância média abaixo de 0.2 por cento, alargar a banda, ou acrescentar funcionalidade hidrofóbica e antiestática cada um acrescenta camadas e sobe a sensibilidade da corrida. Revestir ambas as faces aproximadamente duplica o custo de processo mas normalmente custa menos do que duas peças de face única. Revestimentos padronizados, aberturas e áreas mascaradas acrescentam uma etapa de litografia ou máscara cujo custo é dominado pela máscara. Em Imagem Térmica e Visão Noturna, a melhoria mais barata é quase sempre revestir a segunda face, pois uma face traseira não revestida frequentemente contribui mais luz refletida do que o revestimento frontal remove.
As tolerâncias que realmente importam
As especificações AR são fotométricas em vez de dimensionais. Os números úteis são a refletância média através de uma banda indicada, a refletância máxima no pior comprimento de onda, a transmissão, a névoa, e a cor residual da reflexão. Uma refletância média abaixo de 0.5 por cento por superfície é uma especificação industrial normal, e abaixo de 0.2 por cento é alcançável com mais camadas; a névoa deve ficar abaixo de 0.3 por cento, e idealmente abaixo de 0.1 por cento, porque a névoa é o que um observador perceciona como um filme cinzento. As tolerâncias dimensionais — contorno, espessura, chanfro e qualidade de borda — seguem a caixa. Em Imagem Térmica e Visão Noturna, o item de especificação mais frequentemente omitido é a cor da reflexão residual: um revestimento que cumpre todos os alvos fotométricos ainda pode ler-se visivelmente azul ou verde, e para um ecrã ou uma janela arquitetónica essa cor é a primeira coisa que um cliente vê.
Como se compara com as alternativas
As alternativas ao revestimento incluem usar um substrato de índice mais baixo, laminar um vidro a um adesivo de índice correspondente, usar uma superfície antiderrapante gravada ou texturizada, e simplesmente aceitar a reflexão. O vidro antiderrapante gravado dispersa a luz em vez de a suprimir, o que é excelente para legibilidade em ambientes luminosos e pobre para imagem ou transmissão. A correspondência de índice por laminação funciona bem dentro de uma pilha mas não faz nada pela superfície mais externa. O vidro não revestido é frequentemente aceitável para uma janela mecânica e raramente aceitável para algo através do qual um utilizador ou sensor olhe. Em Imagem Térmica e Visão Noturna, a questão decisiva é se o sistema precisa de mais luz transmitida ou de menos luz refletida — estão relacionadas mas não são idênticas, e o tratamento antiderrapante resolve a segunda ao custo da primeira.
Requisitos específicos de Imagem Térmica e Visão Noturna
Em imagem térmica e visão noturna, isso traduz-se num conjunto específico de requisitos em vez de uma preferência geral pela qualidade. Os sistemas de infravermelho de onda longa funcionam numa banda onde o vidro comum é opaco, o que empurra os projetos para germânio, silício, safira, seleneto de zinco e materiais calcogenetos. Estes substratos comportam-se de forma bastante diferente do vidro de luz visível: alguns são macios, alguns são termicamente sensíveis, e requerem torneamento de diamante ou polimento especializado em vez de acabamento convencional.
- Transmissão através de 8 - 14 micrómetros
- Baixo desfocamento térmico através da gama de funcionamento
- Revestimento de carbono duro ou DLC para durabilidade
- Montagem atemperada para elementos de germânio
Especificações MIL para revestimentos IR e qualidade superficial, desenhos ISO 10110 adaptados para materiais IR, e protocolos de qualificação relacionados com defesa.
Dados de seleção num relance
| Parâmetro | Valor típico | Notas |
|---|---|---|
| Refletância por superfície | R ≤ 0.5 % média, R ≤ 0.2 % alcançável | 420 - 680 nm |
| Ganho de transmissão | até 99 % numa face, > 99 % em ambas as faces | Face a 92 % B270 não revestido |
| Opções de banda | 400-700, 400-1100, 900-1700 nm, banda dupla | Banda larga ou afina |
| Substrato | B270, ultra-claro, borosilicato, quartzo, acrílico | 0.5 - 12 mm |
| Névoa | ≤ 0.3 %, tipicamente ≤ 0.1 % | Medidor de névoa |
| Abrasão | dureza de lápis 9H, passa em lã de aço 0000 | Pilhas de óxido duro |
| Adesão | teste de fita 4B ou melhor | Grades cruzadas |
| Ambiental | humidade 85/85, névoa salina, estável a UV | Grades de exterior disponíveis |
| Padrão de revestimento | face inteira, só abertura, ou mascarado | Margem 0.5 - 1 mm típica |
Perguntas frequentes
Conseguem revestir vidro tratado termicamente ou temperado?
Sim, mas o revestimento deve ser aplicado após o temperamento, porque o ciclo de temperamento danificará a maioria das pilhas de película fina. Se uma peça revestida tiver de ser temperada subsequentemente, o projeto de revestimento tem de ser selecionado para estabilidade térmica.
Porque é que a reflexão parece azul ou verde?
Porque a pilha equilibra a refletância através da banda em vez de em cada comprimento de onda identicamente. A cor residual pode ser afina para neutra, mas fazer isso normalmente exige mais camadas, pelo que especifique a cor residual aceitável explicitamente.
Oferecem tratamento antiderrapante além de anti-reflexo?
Sim. O revestimento anti-reflexo maximiza a luz transmitida enquanto a gravação antiderrapante dispersa a luz refletida para legibilidade. Muitos produtos de ecrã combinam uma face frontal revestida com uma superfície gravada onde o cliente quer ambos.
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