赤外線光学系
赤外線とは
ここでは赤外線についてふれてみようと思います。
まず"赤外線"の定義ですが、
① 分光学的定義によると
０．７５～２．５μｍ・・・近赤外
→ガラスプリズムで分光でき、分子の基準振動の倍振動や結合振動の現れる領域
２．５～５０μｍ・・・・・中赤外
→人工プリズム（ＫＢｒ）で２５μｍ分光でき、主に分子の基準振動の現れる領域
→ＣｓＩのプリズムにより５０μｍまで可能となった
５０μｍ以上・・・・・・・遠赤外
② パッシブ（受動方式）分野及びアクティブ（能動方式）分野での定義によると
大気の窓※：０．７５～２．５μｍ帯
３～５μｍ帯・・・比較的高温物体のセンシングに適
８～１４μｍ帯・・常温近傍の物体のセンシングに適
※大気の透過率はＨ２Ｏ分子とＣＯ２分子それぞれの透過率の積として計算されます。２．５μｍ以下は太陽の反射、３～５μｍは太陽の反射と地表面からの赤外線放射の合成、５μｍ以上では地表面からの赤外線放射が主になるようです。
ハドソン ～ ３μｍ：近赤外領域
～ ６μｍ：中赤外領域
～１５μｍ：遠赤外領域
１５μｍ≦：極遠赤外領域
スミス ０．７５μｍ～１．５μｍ：近赤外領域
１．５μｍ～１０μｍ ：中赤外領域
１０μｍ～１ｍｍ ：遠赤外領域
③オルフェールによると
赤外領域：０．７６μｍ～１ｍｍ
工業応用としては ０．７６～１０μｍで
０．７６μｍ～２μｍ：short ＩＲ
２μｍ～４μｍ：medium ＩＲ
４μｍ～１０μｍ：long ＩＲ
というように、いろいろな定義があることがわかります。
光学系について
赤外光学系にもこれまで紹介したように屈折系、反射系、反射屈折系があります。
屈折系
赤外線を透過する材料しか使えないという制約はあるものの、レンズを用いて結像させることができます。
これらの材料として蛍石（ＣａＦ２）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジンクセレン（ＺｎＳｅ）、ジンクサルファイド（ＺｎＳ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）などがあります。
色収差補正を考慮してＳｉレンズとＧｅレンズを組み合わせて使う場合があります。参考までにＳｉとＧｅの透過率特性データを載せます。
〔Ｓｉ〕
〔Ｇｅ〕
反射系
材料として透過材料を使う必要がないので、環境に合う材料が選べます。反射鏡の長所は色収差がないので、可視光から赤外線の波長域で同一のものが使えることです。
短所は視野を広くとりにくい（光軸から離れるに従ってコマ収差が増える）ことです。
反射屈折系
色収差を補正するとともに広視野を実現させる光学系です。
カタディオプトリック系のように光軸方向に小型にすることができます。
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