光學(xué)系統(tǒng)現(xiàn)在和未來的挑戰(zhàn)

rob watkinson客戶支持經(jīng)理resolve Optics

請介紹一下你自己，并談?wù)勀阍赗esolve Optics的工作。

我叫Rob Watkinson，是Resolve Optics的客戶支持經(jīng)理。我的職責(zé)是確保企業(yè)客戶得到出色的支持，滿足他們的所有需求。這可能包括為員工制定客戶支持政策和程序，培訓(xùn)和觀察員工，并回答客戶的疑問。

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為什么照相機(jī)是核工業(yè)中必不可少的設(shè)備?

攝像機(jī)在任何放射性環(huán)境中都發(fā)揮著至關(guān)重要的監(jiān)測作用，因為它們可以在人們因暴露于輻射風(fēng)險而無法進(jìn)入的地區(qū)進(jìn)行目視檢查。攝像機(jī)在核環(huán)境中的典型任務(wù)包括檢查設(shè)備、過程或燃料棒，以增強(qiáng)安全性和安保以及對一個區(qū)域的簡單監(jiān)視。相機(jī)需要如何適應(yīng)在高輻射環(huán)境中使用?

暴露于較高水平的核輻射將對大多數(shù)材料產(chǎn)生有害影響。因此，對于核相機(jī)來說，只使用能夠承受長時間輻射暴露的材料或確保設(shè)備有足夠的屏蔽來保護(hù)它是非常重要的。例如，在核環(huán)境中，標(biāo)準(zhǔn)的相機(jī)鏡頭在有限的時間內(nèi)會變成棕色(并失去吞吐量/清晰度)，因此只有專業(yè)的抗輻射玻璃類型才能使用。另一個關(guān)鍵的考慮是如何使相機(jī)傳感器遠(yuǎn)離輻射的直接照射路徑。這通常是通過使用折疊鏡來解決的，這樣可以使圖像間接聚焦到傳感器上，同時使其免受輻射的影響。

請告訴我們有關(guān)Resolve Optics開發(fā)并提供給核檢查相機(jī)制造商的抗輻射鏡頭。

在過去的30年里，Resolve Optics開發(fā)了客戶指定的和越來越多的現(xiàn)成的，抗輻射的固定焦點(diǎn)和變焦鏡頭。一些最受歡迎的鏡頭是我們的3倍，6倍和10倍的非褐變變焦鏡頭。雖然Resolve Optics在為核后處理和發(fā)電應(yīng)用提供定焦和變焦抗輻射透鏡方面擁有豐富的經(jīng)驗，但今天我們的專業(yè)知識正在幫助組織在越來越多的不同和有趣的應(yīng)用中運(yùn)作。

在醫(yī)學(xué)研究中。在同步加速器放射治療機(jī)和商用x射線儀器中形成靶向元件的抗輻射透鏡。所有儀器、傳感器和照相機(jī)都受到輻射的持續(xù)轟擊，這些輻射會迅速退化，使外太空的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)元件失效。星載應(yīng)用提供了一個具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境，受到輻射的影響，相機(jī)鏡頭的維修或更換是非常不可取的。近年來，越來越多的衛(wèi)星制造商和國際空間機(jī)構(gòu)選擇Resolve Optics為他們提供一系列高性能，耐輻射變焦鏡頭，因為我們在這一領(lǐng)域的專業(yè)知識和愿意與他們合作，使我們的標(biāo)準(zhǔn)3倍和6倍非褐變變焦鏡頭設(shè)計成為“空間準(zhǔn)備”。

這些鏡頭的什么特點(diǎn)使即使在核環(huán)境中也能實現(xiàn)高圖像分辨率?

核環(huán)境本身對圖像分辨率沒有直接影響，但是對透鏡的分辨率要求越高，所需的玻璃就越多。設(shè)計高分辨率、耐輻射透鏡的挑戰(zhàn)在于，可供選擇的光學(xué)材料數(shù)量有限。幾乎所有的耐輻射光學(xué)材料都有黃色的色調(diào)。你可能遇到的下一個問題是，你在一個系統(tǒng)中加入越多的玻璃，來創(chuàng)造高分辨率的圖像，這種黃色的色調(diào)就越會降低性能。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我們在2018年推出了357-000型10倍非褐變變焦鏡頭。這種獨(dú)特的鏡頭產(chǎn)生清晰，銳利的高清(HD)圖像，沒有強(qiáng)烈的黃色色調(diào)，這是傳統(tǒng)上在顏色傳感器上使用抗輻射鏡頭時的限制問題。

為什么你們的鏡片需要承受高溫?你們是如何做到這一點(diǎn)的?

用過的核燃料含有許多不同的放射性元素，其中一些元素衰變得非?？臁．?dāng)它們衰變時，會釋放出大量的能量，這些能量可以被周圍環(huán)境吸收，這使得鏡片能夠在高溫下工作變得至關(guān)重要。用于透鏡的材料會隨著溫度的變化而膨脹和收縮，在光學(xué)設(shè)計中考慮到這種運(yùn)動是很重要的。如果不考慮這一點(diǎn)，當(dāng)玻璃隨著溫度變化而移動時，鏡頭可能會進(jìn)入或離開焦點(diǎn)。Resolve Optics抗輻射(非褐變)透鏡設(shè)計中的所有光學(xué)元件均使用氧化鈰摻雜玻璃或合成二氧化硅制成，使其能夠承受高達(dá)100,000,000 rad的輻射劑量和高達(dá)55°C的溫度，而不會變色或性能下降。最新一代的Resolve Optics非褐變鏡頭如何克服CMOS相機(jī)中的黃色調(diào)圖像問題?

如前所述，黃色圖像是傳統(tǒng)的強(qiáng)黃色鈰摻雜玻璃的結(jié)果，這種玻璃需要防止透鏡在長時間暴露于輻射下變褐。雖然不可能從圖像中完全去除所有黃色，但如果我們正在為彩色CMOS相機(jī)開發(fā)鏡頭，我們會利用我們對不同供應(yīng)商的了解來避免更多的黃色玻璃類型，并將問題最小化。

我了解到你們還開發(fā)了一種特殊的紫外變焦鏡頭，能夠透過很長的水來觀察核燃料棒——請告訴我們這個?

當(dāng)來自燃料組件的伽馬射線與儲存在冷卻池中的電子相互作用時，乏核燃料會發(fā)出微弱的紫外線(切倫科夫輻射)。Resolve Optics設(shè)計并提供了一種UV變焦鏡頭，使北美Digital Cherenkov觀看設(shè)備制造商能夠通過10米深的水遠(yuǎn)程監(jiān)測這種現(xiàn)象。這款鏡頭還有效地集成了一個濾光片，可以輕松地從可見光波長切換到紫外線波長，而無需重新聚焦鏡頭。

你是如何運(yùn)用你在抗輻射光學(xué)設(shè)計方面的知識來制造能夠在核應(yīng)用中提供有效遠(yuǎn)程觀察的內(nèi)窺鏡的?

答:Resolve Optics是一家成熟的專業(yè)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)供應(yīng)商，用于輻射，極端溫度/壓力或與腐蝕性液體和氣體接觸會使標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無法使用的惡劣環(huán)境。為了能夠檢查運(yùn)行爐和鍋爐內(nèi)部，Resolve Optics提供了幾種專業(yè)內(nèi)窺鏡，用于非侵入性分析高溫過程，包括焚燒，回收，冶煉和化學(xué)制造。然而，由于成本相對較高，內(nèi)窺鏡檢查系統(tǒng)僅用于核應(yīng)用，其中高水平的輻射或過程附近的溫度使相機(jī)操作幾乎不可能。

Resolve Optics是否有任何旨在進(jìn)一步幫助改進(jìn)核檢查的開發(fā)項目?

我們目前正在開發(fā)一種被稱為光學(xué)補(bǔ)償變焦的新鏡頭。這種設(shè)計使用了一個相對簡單的推拉機(jī)制，因此不需要變焦鏡頭通常需要的大量復(fù)雜、緊密公差部件。這種更簡單的設(shè)計使得這種新透鏡特別適合惡劣的環(huán)境，比如核工業(yè)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的環(huán)境。您認(rèn)為未來的核檢查將會是什么樣子? Resolve Optics將如何參與其中?

核工業(yè)受到高度監(jiān)管，因此，與其他一些行業(yè)相比，變化相對緩慢。近年來，我們注意到的趨勢包括對高分辨率抗輻射鏡片以及針對顏色傳感器優(yōu)化的鏡片的需求不斷增加。