ASELSAN tarafından özellikle son yıllarda optik tasarım alanında erişilen yüksek teknolojik kabiliyetle elektro-optik sistemlerimiz için görünür ve ultraviyole (UV) dalga boylarında yansıtmalı ve kırılımlı; yakın (SWIR), orta (MWIR) ve uzak (LWIR) kızılötesi dalga boylarında yansıtmalı ve kırılımlı performans analizi ve testleri en üst seviyede yapılıyor.
Optomekanik tasarım
Optomekanik tasarım makine mühendisliği temel faaliyet alanı olan kinematik, mekanizma tasarım, malzeme bilimi, yapısal tasarım ve analiz, ısıl tasarım ve analiz çalışmalarına ilave olarak optik tasarım ve analiz faaliyetlerini içeren disiplinli bir çalışma alanıdır. Operasyon şartlarında sistemlerdeki kuvvetler, momentler, sıcaklık değişimleri ve titreşim gibi unsurlar sınır koşulları göz önünde bulundurulduğunda önem kazanır. ASELSAN tarafından optomekanik tasarımı, askeri operasyon koşullarında sistemin performansını kaybetmeden görevini yerine getirmesine yönelik kullanılıyor.
Optik analizlerde kaçak ışın analizleri, bu alandaki çalışmaların diğer bir odak noktasıdır. Sistemde görüntünün aktarılmak istendiği dedektör, kamera ya da insan gözüne istenmeyen ışınların gelerek görüntüde parlama, ikinci bir görüntü oluşma gibi kusurların olup olmayacağı ASELSAN mühendislik ekibi tarafından geliştirilen kaçak ışın yazılımları aracılığıyla kontrol ediliyor. Bu sayede analiz sonucu kaçak ışınların görüntüde sorun yaratmaması için tasarımda revizyonlar yapılarak ASELSAN ürünlerinin performans bakımından dünya standartlarının çok üstüne çıkabilmesi sağlanıyor.
Optik ince film kaplama tasarım ve uygulamaları
Optik ve optomekanik tasarımına yönelik en önemli faaliyet alanlarından birini optik ince film kaplama çalışmaları oluşturuyor. Elektro-optik sistemler birden çok optik eleman içermekte olup bu optik parçalardan geçen morötesi- kızılötesi (sisteme bağlı olarak değişen) dalga boylarındaki enerji her bir optik parçadan geçişi sırasında yüzey yansıtmaları nedeniyle kayba uğruyor. Oluşan yansıtma kayıpları ise toplam enerjinin düşmesine ve sistemlerde görüntünün oluşmamasına neden oluyor.
ASELSAN bünyesinde yansıtma kayıplarının minimize edilmesi için gelişmiş bir sistem ve karakterizasyon altyapısı ile bilgisayar ortamında simülasyon ve analiz yazılımları da kullanılarak optik ince film kaplama çalışmaları yürütülüyor. Tasarlanan optik ince film kaplamalar, vakum altında buharlaştırma, saçtırma veya kimyasal reaksiyon ile geliştiriliyor. Fiziksel buharlaştırma sistemleri, kimyasal buharlaştırma sistemleri ve saçtırma sistemleri prototip ve seri üretim faaliyetlerinde kullanılıyor. Optik ve çevre koşul testlerinde başarılı sonuçlanan faaliyetler seri üretime aktarılarak çok sayıdaki yerli üretim elektrooptik sistemlerde kullanılıyor.
Çinko Sülfür (ZnS) malzeme büyütme çalışmaları
Kızılötesi sistemler temel olarak algılayıcı ve optik birimlerden oluşur. Optik birimler dış dünya enerjisinin kırılmasında, toplanmasında veya yansıtılarak algılayıcı üzerine düşürülmesini sağlayan birimlerdir. Bu nedenle kullanılan optik malzemelerin kızılötesi dalga boylarında geçirgen olması gerekir. Bu amaç için kullanılan malzemeler oldukça kısıtlıdır.
Germanyum, silisyum, çinko sülfür, çinko selenür ve safir başlıca malzemelerdir. Kızılötesi malzemelerin yurt içinde üretilebilir olması ASELSAN olarak optik malzemeler yol haritamızda yer almakta olup ürettiğimiz elektro-optik sistemler açısından oldukça önemlidir. Bu doğrultuda Gazi Üniversitesi Fotonik Araştırma Merkezi iş birliği ile germanyum tek kristali
“czochralski” yöntemi ile büyütülmesi çalışması gerçekleştirildi. Bu yöntem, eriyik germanyum içerisine daldırılan tek kristal yönelimi belli germanyum çekirdeğinin kontrollü bir şekilde döndürülerek çekilmesi prosesine dayanıyor.
Üretilen germanyum tek kristali sistem testlerinden başarı ile geçti ve pilot üretim başarıyla tamamlandı. Germanyum malzemesi Termal Silah Dürbünü, Gözcü, DRAGONEYE, PİRİ vb. birçok önemli projede kullanılıyor. Buna paralel olarak yüksek tüketim miktarı bulunan çinko sülfür malzemesinin geliştirilmesi çalışmaları devam ediyor. Milli imkânlarla yürütülen füze projelerinin kızılötesi arayıcı başlıklarında kubbe malzemesi olarak çinko sülfür (ZnS) malzemesi kullanılıyor. ASELSAN tesislerinde kurulan kimyasal buhar çöktürme sistemi üzerinde çinko sülfür (ZnS) malzemesinin büyütme çalışmaları hızla devam ediyor.
Prototip üretim faaliyetleri
1994 yılında Savunma Sanayi İcra Komitesi tarafından ASELSAN’da Elektro-Optik Mükemmeliyet Merkezi kurulması kararının alınmasını müteakip, elektro-optik tasarım ve üretim alt yapısının geliştirilmesi çalışmalarına hız verildi. Bu alanda kritik teknolojiler arasında bulunan kızılötesi mercek ve ayna prototip üretimine yönelik yatırımlar 2000’li yılların başında tamamlanarak sonraki yıllarda bu alanda önemli bir mesafe kat edildi.
Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı desteği ile kurulan optik prototip üretim hattı sayesinde, tasarımı ASELSAN’a ait olmasına rağmen, üretici ülkelerde ihraç lisansına tabi olan prototip merceklerin temin süresinin 6-8 aydan bir ay gibi çok kısa bir süreye inmesi sağlandı.
Optik prototip imalatında edinilen bilgi birikimi değerlendirilerek, ASELSAN’ın kendi optik parça ihtiyaçlarını karşılar hale gelmesi amacıyla 2006 yılı içerisinde seri imalat atölyesi kurulumu gerçekleştirildi. Bu sayede optik üretim teknolojilerin kazanımı, teknoloji transferi olmadan ASELSAN tarafından gerçekleştirilir duruma gelindi. Bunun yanı sıra halihazırda güncel teknolojiler takip edilerek ASELSAN’a kazandırılmaya devam ediliyor. Bu sayede optik üretim kritik teknolojilerine yurt içinde sahip olunması ve ülkemizin teknolojik alandaki bağımsızlığının pekiştirilmesinin yanı sıra ciddi maliyet avantajı da sağlandı.
Kaynak: ASELSAN Dergisi 107. Sayısı / MGEO Elektro-Optik Sistemler Program Direktörlüğü / Müdür Ahmet Sözak / Kıdemli Lider Mühendis Devrim Anıl / Kıdemli Lider Mühendis Tolga Ziya Sander / Lider Mühendis Bilgehan Tekin / Lider Mühendis Hacı Batman / Kıdemli Uzman Mühendis Mustafa Burak Coşar
