设计考量
在多光谱应用中,反射光学系统比折射光学系统更易于设计和实施;然而,在选择反射式物镜时必须要考虑以下一些因素:第一就是选择固定的系统还是可以调整的系统。固定版物镜在工厂生产的时候就已调整到最佳状态,这种版本即使在震动以及意外碰撞下也不需要重新校准(见图2)。而且,由于固定版物镜安装要比可调整版更结实可靠,即使从适当的位置跌落或掉落也不会影响其使用。
图2:固定版反射式物镜用于调焦,大功率蓝色激光束应用于生物医疗方面能简化系统、
使得系统更牢固、更紧凑
固定版镜头非常适用于环境恶劣的产业应用,在安装时不需要调整。为了具体说明这种物镜,开发职员必须知道变化间隔——要么无穷远或特殊的管长,以及盖玻片厚度。一旦布置好后,以后就不需要再进行调整了。
调整版反射物镜可通过一个或两个参数来调整:镜筒长度可调,或校正由于盖玻片的厚度变化而导致的球差(见图3)。通常只有镜头本身发生改变时才进行调整,但是,当主镜和附镜之间的间隔发生变化时,也需要进行调整。厂商通常在出货前会将光学性能调整到最佳状态,带调整说明以及特殊部位说明,比如调整图片。使用者可将其安装在系统中,可通过镜筒长度和盖玻片厚度进行调整,然后固定。
图3:可调整式反射物镜能使开发应用职员通过调整光路来满足特殊需求
当调整型镜头需要定期调整时,其可通过多重结构来调整,功能多样。这种镜头为现货供给,比如可与小于典型值长度的镜筒和盖玻片厚度配套使用,不需要添加其他配件及额外用度就能够满足用户的特殊需求。
无论是固定版还是调整版,在购买反射式物镜时都需要留意一些关键点。其中最主要的是二级反射镜以及三角座为成像带来的阴影尺寸。二级反射镜布局在主光路上,将不可避免地阻挡一部分光束通过系统,降低光束质量。三角座的三个腿可导致衍射效应,采用四脚直行设计时情况更为严重。四腿对称设计各个脚都会导致衍射效应,而且会相互叠加。三腿弯曲设计会避免上述缺陷,使光能透射更加均匀。
在使用反射物镜时,另外一个需要考虑的因素是激光功率。这种反射物镜采用标准金属膜层,应用范围广,但却并不是大功率输出激光器的最佳选择。在与高功率激光配套使用时,需要考虑膜层的损伤阈值。有些厂商可以根据用户的要求定制。
反射式物镜可用于多种应用领域,如激光退火或钻孔,可将可见光波长与红外功率传输两者相结合。使用一套光学系统就可丈量波长为190nm到1μm薄膜的厚度。只要在传感器的响应范围之内,成像系统可涵盖各种波长范围而不需要添加任何光学元件。
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