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产品案例

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鲍威尔棱镜

鲍威尔棱镜像一个圆形棱镜弯曲的车顶线条。所述透镜是一个激光线发生器,拉伸窄激光束分成一个均匀地照明的直线。

鲍威尔棱镜是量子飞跃线发生器的性能比简单的柱面透镜。的圆筒透镜产生照明不佳线,一条受限于非均匀,高斯激光束。鲍威尔透镜’四舍五入屋顶是实际上产生的球面像差的再分配沿线的光的大量复杂的二维非球面曲线; 减小在中心区域的光,而提高光平在线路的端部。其结果是在机器视觉应用的所有的方式使用了非常均匀的照明线; 从生物医药和汽车组装到巧克力饼干的生产。

扇形角

鲍威尔棱镜扇形角的宽度是玻璃和屋顶角度的折射率的函数。的屋顶陡和较高的折射率,更广泛的扇形角和时间越长,线对于给定的投影距离。小风扇角度通常使用温和的光学玻璃,N = 1.5,折光指数。大型风机的角度,最好具有高折射率玻璃制成,N = 1.8,或更高,以尽量减少屋顶的较陡的角度

激光光束尺寸

入射激光束尺寸决定了激光线厚度在给定的投影距离。准直激光二极管拥有一个椭圆形光束剖面允许带单个二极管模块薄或厚的线路能力。

窄入射光束的一个例子

宽入射光束的一个例子

具有窄入射光束方向,光束的长轴平行于鲍威尔透镜屋顶并用产生小的聚焦深度的薄激光线。具有宽入射光束方向,光束的长轴垂直于鲍威尔棱镜屋顶和带产生大的焦点深度厚激光线。在上面的图形发散风扇被截断靠近镜头。对于每一种情况下,光束被聚焦到CCD阵列在500毫米工作距离。下面清楚的图像显示光束形状/方向上的线宽的影响。

窄入射光束 – 细线焦点窄深

宽入射光束 – 粗线焦广深

窄入射光束鲍威尔镜头光路

宽入射光束鲍威尔镜头光路

鲍威尔棱镜的性能和物理特性由波束宽度驱动。最显著不同点是在平坦出射面在作为安装面的发散风扇的脚打印。必须小心,以确保安装硬件不夹发散的光。

线均匀

鲍威尔棱镜性能对入射激光束的特性以及镜头的非球面表面的质量非常敏感。对于要求苛刻的应用中,均匀地照射激光线最好通过匹配鲍威尔透镜到激光器模块的特定光束特性来实现的。

鲍威尔棱镜的均匀性不是绝对的特性,它是依赖于测试技术。例如,均一性度量将取决于是否一个评估鲍威尔棱镜的投影线在机器视觉应用看到的一个表面由一相机或席卷的光的发散风扇检测器,用于激光安全评估。在均匀性特征的差异增加了风扇的角度,超过20度的鲍威尔透镜发散差异变得显著。

光学棱镜用于以指定角度重定向光。光学棱镜是光线偏差或调整图像方向的理想选择。光学棱镜的设计决定了光与光的相互作用。当光进入光学棱镜时,它在离开之前从单个表面或多个表面反射,或者在其穿过基板时折射。棱镜被广泛应用在激光研究、激光光学系统、光学成像、机器视觉、生命科学、生物医疗等领域中或产品上。

氟化钙(CaF2)是一种常用材料制造非球面透镜的材料。它具有较高的硬度和较低的折射率,可以制造出较薄的透镜。

氟化钙非球面透镜具有较高的稳定性和耐腐蚀性,适用于高温和恶劣环境下使用。它的热稳定性较好,可以承受较高的工作温度,常用于红外光学系统中。

氟化钙非球面透镜的表面形状可以是椭圆形的或曲面形的,具体取决于应用的光学系统的要求。它的制造技术相对复杂,通常采用激光切割、磨削或抛光等技术

鲍威尔棱镜(Powell Prism),也称为鲍威尔透镜,是一种特殊设计的光学元件,主要用于激光束整形,将激光束转换成具有特定分布的光斑,如近似均匀的直线或圆形。它由美国科学家唐纳德·鲍威尔(Donald Powell)在20世纪后半期发明,旨在解决传统光学透镜在激光束整形方面的限制。

应用

鲍威尔棱镜在多个领域中有着广泛的应用,包括:

  • 激光加工:在激光切割、焊接和打标等加工过程中,使用鲍威尔棱镜对激光束进行整形,以提高加工效率和质量。
  • 医疗设备:在激光治疗和手术设备中,通过鲍威尔棱镜控制激光束的形状,以实现精确的治疗效果。
  • 光学检测:在光学测量和检测系统中,利用鲍威尔棱镜生成特定形状的光斑,以提高测量的准确性和效率。

优点

  • 提供了一种高效且灵活的激光束整形方法。
  • 能够生成高质量且均匀分布的光斑。
  • 可以根据具体应用需求进行定制设计。

总之,鲍威尔棱镜是一种强大的光学元件,能够在多个领域提供精确的激光束整形解决方案。通过其独特的设计和工作原理,鲍威尔棱镜能够满足高端激光应用中对光斑质量和分布的严格要求。

鲍威尔棱镜加工常规指标
材料光学玻璃
产品类别鲍威尔棱镜
加工尺寸(mm)0.25-150
直径公差(mm)±0.03
表面光洁度(美标)60-40或20-10
表面精度λ/10@632.8nm或者更高
角度公差<3′或更高
通光孔径>80%
倒角保护性倒角
镀膜按需求定制

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