平凹柱面透镜是一种特殊的平凹光学透镜组件,呈柱形,具有一个平面侧和一个凹面侧。作为平凹透镜,平凹柱面透镜具有内弯曲的曲面,导致其具有负的有效焦距(EFL),并且它们在无限绝对共轭比下表现最好,当低于5:1时不再具有优势。其区别在于,前者在两个维度上发散光线,而后者沿着单一轴向扩展光束。
平凹柱面透镜的一个关键功能是将二维光束转换为一维线条。一个经典的例子是将平行激光光束投射到柱面透镜的凹面侧,然后在图像侧,光束将被拉伸并放大成一条细线。平凹柱面透镜是最佳的选择,适用于将光束耦合进狭缝输入,以及一维图像拉伸。随着应用领域的不断扩展,这些平凹柱面透镜在激光扫描仪、光谱仪、染料激光器、声光学、光学处理器等领域越来越受到市场的青睐。
平凹柱面透镜的另一个应用是校正激光束的散光和椭圆形状。它们可以将激光二极管的输出光束进行准直并使其圆形化。椭圆形的输出光束是边缘发射激光二极管的固有缺陷,这是一种设计上的弱点,用户通常不希望出现这种情况。椭圆形光束代替理想的圆形光束,导致较大的光斑,进而降低功率效率。实验表明,使用一对正交的平凹柱面透镜可以得到一个圆形化的、平衡结构的光束,并且具有较高的光束质量和传输功率。此外,这对柱面透镜还有效补偿了光束的大部分散光。
N-BK7或其等效物H-K9L是一种符合ROHS标准的硼硅酸盐玻璃,具有优异的光学性能,玻璃经过精细退火和抛光,符合严格的公差要求。N-BK7的最大优势是其高光学均匀性和对可见光(VIS)和近红外光(NIR)光谱的高透过率。此外,N-BK7的硬度、化学性和热稳定性也非常出色,包含低水平的夹杂物和气泡,因此N-BK7非常适合用于制造高精度的光学透镜。
本页面展示了杭州Shalom EO公司现货的N-BK7平凹柱面透镜。这些透镜的焦距范围从-3.9mm到-700mm不等,尺寸种类繁多,能够满足您的不同需求。标准镀膜选项包括未镀膜、350-650nm、650-1050nm、1050-1580nm的抗反射镀膜,以提高透镜基材的透光率,定制的镀膜带宽可根据需求进行定制。Shalom EO凭借不懈的奉献精神和工程智慧,赢得了全球研究人员和客户的信任。在发货之前,所有的柱面透镜都会在我们的洁净室内使用Zygo干涉仪和其他设备进行严格的内部检测,以确保您的利益。
除了现货的N-BK7平凹柱面透镜外,我们还提供定制平凹柱面透镜,这些透镜可以采用其他材料制造,包括熔融石英、CaF2、BaF2、MgF2、ZnSe等,并可提供BBAR镀膜、V镀膜以及更为经济的MgF2抗反射镀膜。
应用说明:
图1. 平凹柱面透镜
1. 为了最小化球面像差,Shalom EO的工程师建议,入射光束应投射到透镜的曲面侧以进行发散。
2. 二极管激光整形
激光二极管(P-i-N二极管),其电流在半导体材料基板的阳极和阴极之间流动,内在地产生Fresnel表面反射,导致激光光束呈椭圆形辐射,仿佛从矩形孔径发射。椭圆形光束意味着垂直或水平方向上的分量不相等。这是一个问题,因为它会降低激光输出的辐照度、光学均匀性和光束质量。例如,如果激光用于图案雕刻,椭圆形光束将严重降低工作精度和效率。输入强度的衰减和激光光束在圆形化后高斯光束轮廓的畸变都应考虑在内。
一种有效的解决办法是使用一对平凹/平凸柱面透镜。椭圆形光束的产生是由于来自Fresnel反射的矩形孔径。假设光轴与椭圆的垂直轴之间的角度为θ1,光轴与椭圆的水平方向之间的角度为θ2。在给定条件下,定位一对柱面平凸/平凹透镜,并且焦距f2/f1 = θ1/θ2,可以圆形化椭圆激光光束。事实上,柱面透镜对提供了良好的圆形化光束、平衡的圆形化效果和传输功率的光束质量。此外,它还补偿了光束的大部分散光。
3. 线性放大
平凹柱面透镜和柱面凸透镜都可以实现点到线的放大或线到点的凝聚。例如,PCV柱面透镜将物体侧原始直径为a1的光束转换为图像侧的一条细线,转换根据虚焦点,线的长度可以通过改变图像距离进行调整。
规格:
光学镜头有多种分类,无论是用户还是工程师,都需要评估不同镜头分类的优缺点,以便优化光学系统。首先,什么是镜头?光学镜头是透明的光学元件,用来聚焦或发散来自周围物体的光线。透过的光线随后形成物体的真实或虚拟图像。光学镜头可以分为三大类:凸透镜和凹透镜。凸透镜具有正焦距,能聚焦光线,而凹透镜具有负焦距,会扩展平行光束。进一步细分,可分为平凸透镜、平凹透镜、双凸透镜、双凹透镜、梅纽斯克透镜、球形/半球形透镜、消色差双透镜、柱面平凸透镜/平凹透镜、棒透镜、非球面透镜等。本文列举了不同的镜头分类,探讨了它们的特点,并指出了适用的使用场景。
焦距是从光学中心到光线聚焦点的距离。凸透镜有正焦距,而凹透镜有负焦距,聚焦光线至虚拟焦点。共轭比定义为物体距离(物体与透镜在光轴上的距离)与像距(图像与透镜在光轴上的距离)的比值。从物体到图像的光路是可逆的。物体放置在透镜的焦点上,会导致共轭比为无限大;而物体放置在焦距的两倍处,会导致图像形成在焦距的两倍处,产生1:1的共轭比。
注:您可能还想了解与镜头选择相关的基本概念,如视场(FOV)、图像畸变、球差与像散等。详情请参见我们的镜头选择教程。或者,如果您正在寻找有关基材材料选择的参考,请参阅我们的光学基材材料选择指南。
平凸透镜(PCX)是具有一个平面面和一个凸面且焦距为正的光学透镜,常用于收集、聚焦平行光、将点光源的光线平行化,或缩短透镜组的焦距。与双凸透镜相比,平凸透镜具有两个不对称的表面,因此在绝对共轭比为无限大时效果最佳(物体距离:像距)。然而,平凸透镜在绝对共轭比大于5:1时,能够将球差降到较低程度。当共轭比低于5:1时,考虑使用成对的平凸透镜或双凸透镜。平凸透镜通常用于单色光源,如激光;平凸透镜常用于汇聚平行光或将点光源转换为平行光。当使用透镜聚焦平行光时,平行光应投射到透镜的曲面上。
平凹透镜是具有一个平面面和一个凹面光学透镜。平凹透镜的焦距为负,能够发散光束。因此,它可以用来扩展光束、投射光线或延长光学系统的焦距。平凹透镜常被用于伽利略光束扩展器,或作为光学仪器的焦距增加器,或者平衡球差,改善图像质量。当绝对共轭比大于5:1(即物体距离:像距的绝对值),平凹透镜是减少球差、像散和畸变的最佳负透镜。应用于发散平行光束时,应使曲面朝向光源(换句话说,平面应指向您希望调节的焦平面),以便光线逐渐弯曲,最大限度地减少球差。
双凸透镜,也称为双凸透镜,是具有两个相同曲率半径的球面面光学透镜。双凸透镜的主要用途包括激光束调制、光聚焦和成像。双凸透镜具有正焦距,能将平行光线聚焦于一点。当绝对有限共轭比为1:1时,推荐使用双凸透镜。当物体距离和像距在绝对值上相等时,双凸透镜是共轭比在1:5和5:1之间的最佳选择。如果不是这种情况,平凸透镜更为合适,因为它们的不对称形状有助于减少球差。双凸透镜的焦距可以通过公式计算:f= (R1*R2)/((n-1)*(R2-R1))。由于两侧的曲率相等,双凸透镜常用于收集点光源的光或将图像传输到其他光学系统。由于物体距离和像距相等或接近相等,能有效地最小化畸变。
双凹透镜或双凹透镜是具有两个向内弯曲的球面面且曲率半径相同的光学透镜。双凹透镜的焦距为负,能将平行光束发散到虚焦点(即,光线发散路径的延长线在凹透镜物体侧交汇的点),并增加透镜组的焦距。双凹透镜的用途广泛,包括发散平行