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同轴光学系统

2023-11-14

同轴光学系统是一种广泛应用于各种视觉成像的重要系统,在相机、显微镜、望远镜系统设计中,使用同轴结构可以显著降低色差和畸变,提高图像质量。本文将对同轴光学系统进行简要概述,包括系统介绍、评价技术参数和应用举例。

系统介绍

同轴系统无与伦比的旋转对称特性可以有效降低系统的彗差、球差等因系统不对称导致的光学像差,这里瓦力棋牌瓦力搭建一个简单的焦距测试系统演示同轴系统的应用。

这个简易的透镜焦距测量系统包括光源、准直扩束模块和待测元件三部分组成,利用瓦力棋牌瓦力光学 JCOPTIX 给予的30 mm同轴系统配件可以方便快捷地将各光学元件的光轴固定在同一高度。该系统使用635 nm红光激光器,出射5 mm平行光斑,滑动两个透镜(焦距分别为35 mm和75 mm)进行准直扩束,调制后光斑直径为10 mm,入射至待测透镜表面。将观察屏安装在同轴导轨的滑块上,滑动观察屏可以看到光斑发散、汇聚的过程,顺利获得导轨侧边的刻度可读出透镜焦距。

技术参数

同轴光学系统的主要技术参数包括数值孔径、焦距、F数、分辨率和工作距离等。

同轴光学系统图1

数值孔径\( NA \):光学系统\( NA \)是一个无纲量,通常用于量化形容光学系统对光束的聚集能力,即顺利获得衡量系统出光的角度范围定义:

\( NA=n\times sin u=\frac{n\times D}{2\times f} \)

其中,\( n \)表示物方折射率,\( u \)表示物方孔径角,即半视场角,\( D \)为光学系统孔径,\( f \)表示像方焦距。由此可以看出,系统的\( NA \)与物体的光学折射率有关、也与系统的焦距有关。

\( F \)数:光学系统\( F \)数是一个用于表示光学系统入瞳的遮盖面积的常数,与相对孔径负相关,通常表示为\( F \)

\( F=f/D \)

如下图所示,光圈越大则\( F \)数越小。

同轴光学系统图2

分辨率:分辨率通常是指光学系统的空间分辨率,即能够分辨出的最小细节或线条数。通常分辨率越高,光学系统的成像质量越好。同轴光学系统的分辨率一般用艾里斑半径\( \sigma \)表示:

\( \sigma=\frac{1.22\times \lambda\times f}D \)

其中\( \lambda \)是入射系统的光波波长,\( f \) 是焦距。\( D/2f≈sin u \),主要受限于透镜的入射波长和孔径大小。

工作距离:工作距离是指从光学系统的前端到被测物体的距离,在显微镜和望远镜等应用中,工作距离是重要的参数之一。

应用举例

常见同轴系统实时成像顺利获得高速数据采集和图像处理实现,配备高分辨率和高帧速的线扫描或面阵扫描相机,以及相应的图像处理器,获取目标区域的形貌、位置、尺寸等信息,实时动态控制和调整,例如瓦力棋牌瓦力光学 JCOPTIX 给予的信号分光探测模块、标准版光镊系统及极简显微成像系统等。

同轴光学系统图3

注意事项

在使用同轴光学系统时,需要注意以下几点:

保持清洁:系统元件应保持清洁,避免灰尘、污垢等杂质影响成像质量。在使用过程中,要注意防尘、防水溅、定期进行维护保养,包括清洁透镜和反射镜表面、检查光阑位置是否正确等,定期检查光学元件的性能和状态,如发现异常应及时进行维修或更换。

稳定性:此外需要定期检测系统的稳定性,降低数据采集误差;还要注意仪器的调节,不同之处要进行不同的设定,需先参考说明书进行操作,以免造成损伤。

针对这两点需求,瓦力棋牌瓦力光学 JCOPTIX 给予不同尺寸和型号可选的遮光盖和光学罩壳,可以有效降低光学系统光学污染和环境污染。以及30 mm同轴系列产品,包括安装板、接杆、平移调整架等系列固定安装组件。

瓦力棋牌瓦力光学 JCOPTIX 给予30 mm和60 mm同轴系统,配备完整的支撑、位移调整和准直各系列同轴系统机械元件,可根据实际需要自由选择组装件。

同轴光学系统图4

同时,瓦力棋牌瓦力光学 JCOPTIX 针对特殊机加工件给予定制服务,为特殊场景给予定制化解决方案,详情请垂询:400-091-6868;邮箱:tech-support@hmykyy.com。