Modern savaş alanında üstünlük, "karanlıkta görebilenin" elindedir. Gece görüş sistemleri, termal kameralar ve lazer hedefleyiciler, orduların vazgeçilmez unsurlarıdır. Ancak bu hassas elektronik gözlerin çalışabilmesi için, önlerinde cam kadar şeffaf ama çelik kadar dayanıklı bir "pencereye" ihtiyaç vardır. Sıradan cam, termal kameranın algıladığı kızılötesi ışığı geçirmez (simsiyah görünür). İşte bu noktada devreye, sarı ve turuncu renkli özel seramikler girer: Çinko Sülfür (ZnS) ve Çinko Selenür (ZnSe).
Bu yazımızda, F-35 gibi hayalet uçakların elektro-optik pencerelerinden, endüstriyel lazerlere kadar her yerde kullanılan bu iki stratejik malzemeyi ve "görünmeden görme" teknolojisindeki rollerini inceliyoruz.
Görünür ışıkta şeffaf olan cam, kızılötesi (IR) dalga boylarında opaktır (ışığı geçirmez). Bir termal kameranın önüne cam koyarsanız, kamera kör olur. ZnS ve ZnSe ise, II-VI grubu yarı iletken bileşiklerdir. İnsan gözüne sarı veya turuncu görünseler de, kızılötesi spektrumda (özellikle 3-5 mikron ve 8-12 mikron dalga boylarında) "sudan daha berrak" hale gelirler.
ZnS, savunma sanayinde en çok tercih edilen pencere malzemesidir. Onu ZnSe'den ayıran en büyük özellik mekanik dayanıklılığıdır.
Standart ZnS (FLIR Grade): Sarımsı renktedir. Sadece termal kameralar için kullanılır.
Multispektral (Su Berraklığında) ZnS: "Sıcak İzostatik Presleme" (HIP) adı verilen özel bir işlemle üretilir. Bu işlem, malzemenin içindeki mikroskobik kusurları yok eder. Sonuç; hem insan gözünün gördüğü ışığı, hem de termal kameranın gördüğü ışığı geçiren, cam gibi şeffaf bir malzemedir.
Örnek Uygulama: Bir saldırı helikopterinin burnundaki döner kamera sistemini (Gimbal) düşünün. Helikopter saatte 300 km hızla yağmurun içinden geçerken, yağmur damlaları cama mermi gibi çarpar. Standart cam veya diğer kristaller bu erozyona dayanamaz ve çatlar. Ancak ZnS pencereler, bu "yağmur erozyonuna" karşı mükemmel direnç gösterir ve sensörleri korur.
ZnSe, genellikle parlak sarı-turuncu rengiyle tanınır. ZnS'ye göre daha yumuşaktır (çizilmeye daha müsaittir) ancak optik performansı daha yüksektir.
Düşük Absorpsiyon: Lazer ışığını içinden geçirirken çok azını emer. Yani ısınmaz.
Geniş Spektrum: Çok geniş bir dalga boyu aralığında şeffaftır.
Örnek Uygulama: Yüksek güçlü CO2 lazer kesim makinelerinde ve askeri lazer hedefleme podlarında kullanılır. Eğer burada ZnS kullansaydınız, lazerin enerjisi malzemeyi ısıtıp çatlatabilirdi. ZnSe, yüksek enerjiyi sorunsuz iletir.
ZnS ve ZnSe, "Stealth" teknolojisinin en kritik bileşenlerinden biri olan Pasif Sensörlerin çalışmasını sağlar.
Radarlar "Aktif" sensörlerdir; sinyal yayar ve yerinizi belli ederler (karanlıkta fener yakmak gibi). Termal kameralar (FLIR/IRST) ise "Pasif" sensörlerdir; sadece ortamdaki ısıyı izlerler, sinyal yaymazlar (karanlıkta sessizce beklemek gibi).
Stealth uçaklar (F-35, MMU KAAN), radarını kapatıp sadece ZnS pencerelerin arkasındaki termal kameralarıyla düşmanı izler.
RCS Kontrolü: Bu pencereler, uçağın gövdesiyle mükemmel uyum sağlayacak şekilde, iletken kaplamalarla (örneğin ITO) kaplanır. Böylece pencere, düşman radar sinyallerini yansıtmaz ve uçağın görünmezliğini bozmaz.
Savaş sahasında sensörleriniz düşmanı görürken, düşman da sizin sensörlerinizi "kör etmek" için lazer kullanabilir. ZnS ve ZnSe pencerelerin üzerine uygulanan ince film kaplamalar, "Notch Filter" (Çentik Filtre) görevi görür.
Nasıl Çalışır? Bu kaplamalar, sizin termal kameranızın ihtiyaç duyduğu görüntü dalgalarını içeri alırken, düşmanın lazer silahının dalga boyunu (örneğin 1064 nm) bir ayna gibi geri yansıtır. Böylece sensörünüz (gözünüz) zarar görmeden görevine devam eder.
Bu malzemeler doğadan kazılarak çıkarılmaz. Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) adı verilen çok hassas bir yöntemle, vakum fırınlarında atom atom büyütülürler. Çinko buharı ile H2S veya H2Se gazlarının reaksiyonu sonucu, haftalar süren bir işlemle plakalar halinde üretilirler. Türkiye'de bu teknolojinin yerlileştirilmesi, optik bağımsızlık için hayati önem taşır.
Çinko Sülfür ve Çinko Selenür, modern teknolojinin "görünmeyen kahramanlarıdır". Bir İHA'nın gece görüşünden, bir fabrikanın lazer kesim makinesine kadar her yerde kritik bir rol oynarlar. Hem mekanik koruma sağlayan hem de elektromanyetik spektrumda pencereler açan bu malzemeler, savunma sanayimizin keskin gören gözleri olmaya devam edecektir.
