רפאל קיבלה הזמנות חדשות בהיקף של 200 מיליון דולר עבור טילי נ"ט מסוג "ספייק" (גיל) ומערכת "ברד פלדה" (ספייס 2000)
מדובר בהזמנות חדשות למדינה בדרום אסיה
קרא עוד
השקיפות שעושה את ההבדל: ציפויים אופטיים קווים לדמותם
כבר 45 שנים שמרכז המכלולים האופטיים של רפאל תומך ומספק אופטיקה מתקדמת לכלל המערכות והפיתוחים של רפאל, כמו גם ללקוחות אחרים בארץ ובעולם. קראו עוד מה מתרחש מאחורי הקלעים של עבודת המרכז
כמות צפיות במאמר:
858
אופטיקה - על שום מה?
לא מעט מפעולות היומיום שאנחנו מבצעים הופכות לשקופות ומובנות מאליהן. כאשר אנחנו מצלמים תמונות, לדוגמא, רובנו כלל לא חושבים איך המצלמה מתעדת בפועל.
כאשר אנו מרגישים שראיתנו אינה חדה, אנו בדרך כלל פותרים את הבעיה בקלילות על ידי שימוש במשקפיים או עדשות מגע.
העדשות הן מרכיב מרכזי במערכות אופטיות ואלקטרו-אופטיות. הן יכולות להיות פשוטות במקרה שמדובר במשקפיים או מורכבת יותר במקרה שמדובר בעדשות הצילום. במידה ומדובר במערכות תצפית מתקדמות, מדובר בעדשות מסובכות יותר, שכן המערכת מכילה מספר רב של אלמנטים אופטיים מסוגים שונים ולא רק עדשות כגון חלונות, מראות, פריזמות ופילטרים.
האתגר המשותף לכל המערכות הנ”ל הוא מניעת החזר האור מפני השטח שלהן. בחלק מהמערכות זהו אתגר שובר שוויון המשפיע על ביצועי העדשה וכלל לא מובן מאליו.
הפתרון: ציפוי מונע החזרות שמטרתו למנוע או לצמצם את החזרי האור מפני השטח.
שקוף עד כמה שזה קריטי
במבט לעדשה, אנחנו כלל לא יכולים להבחין בציפויים הללו, אבל תסמכו עלינו כשאנחנו אומרים שההשפעה שלהם על איכות התמונה היא מהותית.
ציפויים אלו עוזרים, למשל, להפחתת נקודות זוהרות בתמונה ולשיפור הניגודיות. במערכות תצפית צבאיות לציפויים יש תפקיד מהותי בשיפור ביצועי המערכות: ראייה לטווח רחוק יותר והפרדה טובה יותר. במערכות לייזר רב עצמה ציפויים מאפשרים את מעבר הקרניים תוך שמירה על תפקודן התקין ושלמות הרכיבים האופטיים.
ישנם סוגים רבים של ציפויים אופטיים: פילטרים מסוגים שונים, מפצלים, ציפויים מוליכים שקופים ואחרים. המטרה של חלק מהציפויים היא לספק הגנה לעדשה מפני טיפות גשם שהמשבשות את התמונה.
המתכננים האופטיים של המערכת, הם אלו שמגדירים את דרישות החזרה או העבירות האופטית בתחומים שונים של אורכי גל וזוויות פגיעה עבור כל רכיב ורכיב. אלו משמשים את מהנדסי הציפויים לתכנן את הציפוי באמצעות תוכנת סימולציה ייעודית. ככל שהמערכת עליה מותקן הציפוי מורכבת יותר מבחינה אופטית ומבצעית – כך גם תהליך היישום של הציפוי הופך למורכב יותר.
אז מהו בעצם אותו ציפוי אופטי מורכב?
על פי רוב, ציפויים אופטיים מבוססים על צמד חומרים דיאלקטריים בעלי מקדמי שבירה שונים. על מנת ליישם את הציפוי על פני שטח של הרכיב האופטי, נדרש להכניסו אל תוך תא וואקום שבו החומרים בדרך כלל מנודפים על ידי שימוש בקרן אלקטרונים המתיכה אותם והופכת אותם לאדים. השיטה הזו נפוצה ביותר בתעשיית הציפויים האופטיים ונחשבת ל”סוס העבודה” שלה. עם הזמן – הן הדרישות האופטיות והן הדרישות לעמידות בתנאי סביבה של הציפויים הנ”ל הולכות ונעשות מורכבות ומאתגרות יותר ועל כן נדרש למצוא שיטות אחרות ליישום הציפוי במטרה לשפר את תכונותיו בהתאם.
בעקבות כך, הוכנסה לתהליך הציפוי פעולה המוכרת בשם “תמיכת יונים” כך שעל ידי שימוש באלומת יונים ניתן לצופף את שכבות החומרים (ממש בדומה לפעולה של דחיסת חול באמצעות לחיצה עליו). התוצאה תהיה שכבות צפופות, עמידות יותר ואיכותיות יותר מבחינה אופטית. התהליך הזה אמנם מביא לשיפור מסוים, אך אינו מספק את המענה הנדרש למערכות האופטיות המודרניות. לכן, לצד הדחיסה, תעשיית הציפויים האופטיים פנתה לשיטת התזה באמצעות יונים או בקיצור IBS.
איך מתיזים אטומים?
שיטת ה-IBS מבוססת על מטרה של חומר מוצק הממוקם בתוך תא וואקום אל מול קרן יונים רבת עוצמה אשר משמשת להתיז אטומים מפני השטח אל כיוון הרכיב האופטי. לאטומים אלו אנרגיה גבוהה במיוחד כך שביכולתם ליצור שכבות אחידות וצפופות ביותר על פני השטח של הרכיב האופטי. הצפיפות הגבוהה של השכבות האלו מבטיחה שהן יהיו בלתי חדירות לתנאי סביבה כמו למשל לחות מן האוויר, דבר המבטיח את עמידותן המכאנית ויציבותן לאורך זמן. בציפויים אופטיים המיושמים בשיטת ה-IBS כמעט ואין פגמים ועל כן אלו מתאימים לאפליקציות המאתגרות ביותר כגון מערכות לייזר רב עצמה.
היכן זה חשוב במיוחד?
במערכות מבוססות לייזר – פגמים בציפוי גורמים לקרינת הלייזר להיבלע. התוצאה היא חימום נקודתי של הרכיב האופטי, ובסופו של דבר נגרם לו נזק בלתי הפיך שמוציא אותו מכלל שימוש ופוגע במבצעיות המערכת.
כשמדובר במערכת היושבת בחלל הסיפור הופך למורכב יותר, שכן הרכיבים האופטיים נמצאים בסביבה עוינת של חלקיקים אנרגטיים וחמצן אטומרי הפוגעים בציפויים. כיוון שבחלל אין אפשרות ל”שירותי תיקון”, הכרחי לשגר את הרכיבים עם הציפויים האיכותיים ביותר כפי שמתקבלים באמצעות שיטת ה-IBS האופטימלית לצורך זה.
מרכז המכלולים האופטיים ברפאל: מערכת שרואה היטב – גם משפרת את ביצועיה
מרכז המכלולים האופטיים של רפאל מייצר ציפויים אופטיים מאז שנת 1975. המרכז התפתח עם התפתחות הטכנולוגיה, ונכון להיום ניתן למצוא בו את כל ציוד הייצור המתקדם ליישום שתי השיטות: תמיכת יונים ושיטת ה-IBS.
הודות ליכולות תכן הנדסי גבוהות, מזה שנים שהמרכז מפתח ומספק את כל סוגי הרכיבים למערכת השונות של רפאל: החל ממערכת התצפית של משפחת לייטנינג, דרך טילים כמו כיפת ברזל, ספייק וספייס ועד לייצור רכיבים לפרויקטים רחבי היקף ללקוחות נוספים של רפאל באר ובעולם.
