設(shè)計(jì)考量
在多光譜應(yīng)用中,反射光學(xué)系統(tǒng)比折射光學(xué)系統(tǒng)更易于設(shè)計(jì)和實(shí)施;然而,在選擇反射式物鏡時(shí)必須要考慮以下一些因素:第一就是選擇固定的系統(tǒng)還是可以調(diào)整的系統(tǒng)。固定版物鏡在工廠(chǎng)生產(chǎn)的時(shí)候就已調(diào)整到最佳狀態(tài),這種版本即使在震動(dòng)以及意外碰撞下也不需要重新校準(zhǔn)(見(jiàn)圖2)。而且,由于固定版物鏡安裝要比可調(diào)整版更結(jié)實(shí)可靠,即使從適當(dāng)?shù)奈恢玫浠虻袈湟膊粫?huì)影響其使用。
圖2:固定版反射式物鏡用于調(diào)焦,大功率藍(lán)色激光束應(yīng)用于生物醫(yī)療方面能簡(jiǎn)化系統(tǒng)、
使得系統(tǒng)更牢固、更緊湊
固定版鏡頭非常適用于環(huán)境惡劣的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,在安裝時(shí)不需要調(diào)整。為了具體說(shuō)明這種物鏡,開(kāi)發(fā)職員必須知道變化間隔——要么無(wú)窮遠(yuǎn)或特殊的管長(zhǎng),以及蓋玻片厚度。一旦布置好后,以后就不需要再進(jìn)行調(diào)整了。
調(diào)整版反射物鏡可通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)來(lái)調(diào)整:鏡筒長(zhǎng)度可調(diào),或校正由于蓋玻片的厚度變化而導(dǎo)致的球差(見(jiàn)圖3)。通常只有鏡頭本身發(fā)生改變時(shí)才進(jìn)行調(diào)整,但是,當(dāng)主鏡和附鏡之間的間隔發(fā)生變化時(shí),也需要進(jìn)行調(diào)整。廠(chǎng)商通常在出貨前會(huì)將光學(xué)性能調(diào)整到最佳狀態(tài),帶調(diào)整說(shuō)明以及特殊部位說(shuō)明,比如調(diào)整圖片。使用者可將其安裝在系統(tǒng)中,可通過(guò)鏡筒長(zhǎng)度和蓋玻片厚度進(jìn)行調(diào)整,然后固定。
圖3:可調(diào)整式反射物鏡能使開(kāi)發(fā)應(yīng)用職員通過(guò)調(diào)整光路來(lái)滿(mǎn)足特殊需求
當(dāng)調(diào)整型鏡頭需要定期調(diào)整時(shí),其可通過(guò)多重結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)整,功能多樣。這種鏡頭為現(xiàn)貨供給,比如可與小于典型值長(zhǎng)度的鏡筒和蓋玻片厚度配套使用,不需要添加其他配件及額外用度就能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的特殊需求。
無(wú)論是固定版還是調(diào)整版,在購(gòu)買(mǎi)反射式物鏡時(shí)都需要留意一些關(guān)鍵點(diǎn)。其中最主要的是二級(jí)反射鏡以及三角座為成像帶來(lái)的陰影尺寸。二級(jí)反射鏡布局在主光路上,將不可避免地阻擋一部分光束通過(guò)系統(tǒng),降低光束質(zhì)量。三角座的三個(gè)腿可導(dǎo)致衍射效應(yīng),采用四腳直行設(shè)計(jì)時(shí)情況更為嚴(yán)重。四腿對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)各個(gè)腳都會(huì)導(dǎo)致衍射效應(yīng),而且會(huì)相互疊加。三腿彎曲設(shè)計(jì)會(huì)避免上述缺陷,使光能透射更加均勻。
在使用反射物鏡時(shí),另外一個(gè)需要考慮的因素是激光功率。這種反射物鏡采用標(biāo)準(zhǔn)金屬膜層,應(yīng)用范圍廣,但卻并不是大功率輸出激光器的最佳選擇。在與高功率激光配套使用時(shí),需要考慮膜層的損傷閾值。有些廠(chǎng)商可以根據(jù)用戶(hù)的要求定制。
反射式物鏡可用于多種應(yīng)用領(lǐng)域,如激光退火或鉆孔,可將可見(jiàn)光波長(zhǎng)與紅外功率傳輸兩者相結(jié)合。使用一套光學(xué)系統(tǒng)就可丈量波長(zhǎng)為190nm到1μm薄膜的厚度。只要在傳感器的響應(yīng)范圍之內(nèi),成像系統(tǒng)可涵蓋各種波長(zhǎng)范圍而不需要添加任何光學(xué)元件。
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