İnsan gözü, elektromanyetik spektrumun sadece çok küçük bir kısmını (görünür ışık) algılayabilir. Ancak modern savunma sanayii, zifiri karanlıkta, siste veya dumanda görebilmek zorundadır. İşte bu noktada gece görüş ve termal kamera sistemleri devreye girer. Ancak bu sistemlerde bildiğimiz cam mercekler kullanılamaz; çünkü standart cam, termal enerjiyi (kızılötesi ışığı) geçirmez, aksine bloke eder. Bu yazımızda, gece görüş teknolojisinin bel kemiği olan Germanyum ve diğer egzotik optik malzemeleri inceliyoruz.
Termal kameralar, nesnelerin yaydığı ısıyı (fotonları) toplar. Bu ısı enerjisi, kızılötesi (IR) dalga boyundadır (genellikle 8-12 mikron arası LWIR veya 3-5 mikron arası MWIR). Standart cam bu dalga boylarında opaktır (ışığı geçirmez). Bu yüzden mühendisler, IR ışığı emmeden sensöre iletebilen, atomik yapısı buna uygun elementleri kullanmak zorundadır.
Gece görüş dendiğinde akla gelen ilk ve en stratejik malzeme Germanyumdur.
Yüksek Kırılma İndisi: Germanyum, ışığı kırma konusunda inanılmaz bir güce sahiptir. Bu sayede mühendisler, çok ince ve kavisli lensler tasarlayarak optik sistemleri daha kompakt hale getirebilirler.
LWIR Uyumu: Uzun dalga kızılötesi (LWIR) bölgesinde mükemmel geçirgenlik sağlar. Bu, vücut ısısını veya motor sıcaklığını tespit eden termal kameralar için idealdir.
Dezavantajı: Oldukça ağır, pahalı ve yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık 100 derece üzerinde) opaklaşmaya (körleşmeye) başlayan bir malzemedir.
Germanyum tek seçenek değildir; kullanım amacına ve maliyete göre diğer malzemeler de sahneye çıkar.
Silisyum (Si): Genellikle Orta Dalga Kızılötesi (MWIR) sistemlerde kullanılır. Germanyumdan çok daha hafiftir ve maliyeti daha düşüktür. Özellikle ağırlığın kritik olduğu İHA (Dron) optiklerinde tercih edilir.
Çinko Selenür (ZnSe) ve Çinko Sülfür (ZnS): Bu malzemeler geniş bir spektrumda (hem görünür ışığa yakın hem de termal bölgede) geçirgenlik sağlar. Çok spektral (multispectral) kameralar için hayati öneme sahiptirler. "Sıcak presleme" yöntemiyle üretilirler.
Kalkojenit Camlar (Chalcogenide Glasses): Optik dünyasının yükselen yıldızıdır. Germanyumdan daha ucuzdur ve kalıplanabilir (molding) özelliğe sahiptir. Bu, lenslerin seri üretimde çok daha hızlı ve ucuz üretilmesini sağlar.
Bu özel malzemelerin çoğu, doğası gereği parlaktır ve üzerine düşen ışığın büyük bir kısmını geri yansıtır. Bu verim kaybını önlemek için lens yüzeyleri mikron kalınlığında özel katmanlarla kaplanır.
AR (Anti-Reflective) Kaplama: Yansımayı azaltarak sensöre giden termal enerji miktarını artırır.
DLC (Diamond-Like Carbon): Özellikle askeri sahadaki zorlu koşullar için (kum fırtınası, tuzlu su, çizilme) lensin en dış yüzeyine "Elmas Benzeri Karbon" kaplama yapılır. Bu, lense zırh sertliği kazandırır.
Son yıllarda Kısa Dalga Kızılötesi (SWIR) sistemleri popülerleşmektedir. Bu sistemler, sis ve dumanın içinden "görünür ışık gibi" net görüntüler alabilir. Bu alanda ise İndiyum Galyum Arsenit (InGaAs) sensörlerle uyumlu özel camlar ön plana çıkmaktadır.
Bir gece görüş sisteminin performansı, sadece arkasındaki elektronik sensörle değil, önündeki optik lensin kalitesiyle ölçülür. Germanyum, Çinko Selenür ve Kalkojenit camlar, modern orduların "karanlıkta gören gözleri"dir. Savunma sanayi tedarikçileri için bu malzemelerin işlenmesi, kaplanması ve hassas montajı, yüksek katma değerli bir uzmanlık alanıdır.
