Strahlteiler

Zum Einkoppeln des Lasers in den Strahlengang der Kamera wird ein speziell entwickelter Strahlteiler (Abb. 3.4) verwendet. Er besteht aus einem Substrat aus Zinkselenit (ZnSe), welches eine hohe Transmissivität von 0.5 bis 20m aufweist. Durch eine spezielle Beschichtung wurde erreicht, da\3 die dem Laser zugewandte Oberfläche eine Reflektivität von bei der Laser-Wellenlänge (10.6m) hat. Gleichzeitig ist das Material transparent für die Kamera, mit einer Transmissivität für Wellenlängen zwischen 3 und 5m. Da an beiden Oberflächen des Strahlteilers Reflexionen auftreten können, müssen beide Oberflächen mit einer Anti-Reflex-Beschichtung versehen werden, um diese Transmissivität zu erreichen. Speziell die der Kamera zugewandte Fläche mu\3 mit einem hochwertigen Anti-Reflex-Coating beschichtet werden, um zu verhindern, da\3 Temperaturstrahlung von Objekten neben dem Strahlteiler in die Kamera reflektiert wird. Die verwendete Anti-Reflex-Beschichtung reduziert die Reflektivität bei 3-5m auf 0.02. Die Beschichtungen wurden für den festen Neigungswinkel von 45 optimiert.

Die restlichen 10% des Strahlungsflusses, der die Kamera erreicht, setzen sich, nach Abzug der Transmissivität, aus der Emissivität und der Reflektivität des Strahlteilers zusammen. Dadurch trägt zu einem geringen Bruchteil die Temperatur des Strahlteilers selbst zum Kamerabild bei. Ein weiterer Teil (2%) des Strahlungsflusses geht von Objekten neben dem Strahlteiler aus und wird in die Kamera reflektiert. Um die daraus resultierenden Fehler zu minimieren, mu\3 dafür gesorgt werden, da\3 diese Objekte keine sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen annehmen. Au\3erdem sollte die Fläche der Objekte eine homogene Temperatur aufweisen.

Dies wird im Me\3instrument der CFT dadurch erreicht, da\3 neben dem Strahlteiler ein massiver Aluminiumblock angebracht wird (siehe Abbildung 3.4, Block G). Er steht senkrecht zum Strahlengang der Reflexion im Winkel von 90 zur Kamera und hat eine Oberflächenbeschichtung hoher Emissivität. Dadurch wird verhindert, da\3 zusätzliche Reflexionen an seiner Oberfläche auftreten. Der Block ist mit massiven Trägerplatten des Gehäuses aus Aluminium verbunden. Ein eventuell entstehender Wärmeüberschu\3 durch die Absorption von transmittierter Laserstrahlung wird dadurch schnell abgeführt.

Durch diese Anordnung wird sichergestellt, da\3 keine Strahlung unbekannter Herkunft in die Kamera fällt. Au\3erdem weisen Oberflächen, die zur Temperaturverfälschung beitragen, eine homogene Temperatur auf und machen sich nur als konstanter Offset im Kamerabild bemerkbar.