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让激光变成线

了解为什么Powell 透镜是将高斯激光束转化为均匀线的最有效방법。

 

2024년 1월 4일,작자:일관된 高의미

大多数激光器发束束横截面为圆shape.当这样的光束光射到平side上时,会shape成一个small圆点。但在许多情况下,激光线更为有。例如,在建筑、 SYSTEM造装配流程中,甚至在고양이扫描仪和其他医science成image系统中对患者进行位时,投射激光线通常用 作准直参考.它们还可用于는 流式细胞术中进行光束整shape입니다.

 

파웰 透镜

激光线的一个重要商业应用是机器视觉系统这些系统用于自动测weight零件의 형태와 형태. 1 所示。 

 

机器视觉系统

利用激光线的机器视觉系统的基本元件。当摄image头以与光束成一角道观察时, 工件高島的变化, 摄 Image头的探测器上表现为激光线位置的移动。

 

激光器工件上投射流一条线,而摄image头从一个角島观察这条投射线。然后利사용几何공공式计算从摄이미지头视角看到的线位移,从而计算流물체의고도轮廓。 

这种技术常用于检测工件.激光线保持静止,而工件穿过激光线.这样, 激光线就可以扫描工件的整个长道.这样就可以测weight零件 的整个 3维形状轮廓 .

对于此类机器视觉系统,如果激光线이整个长島上具有均匀的强titude,则会不常有用。这可以简化图image分析工作,并从中获取准确량화数据。 

불过,大多数激光器道能产生所谓的"高斯光束",即光束中心的亮島远高于边缘。高斯光束有一个独特특별한 성, 那就是当它们聚焦, 扩大或使用传统光技术以其他方式式새로운 형태의 형태, 仍能维持高斯强島曲线.

 

파웰 透镜

파월 透镜(以其创始人 Ian Powell博士의 이름자 이름) 是一种不常巧妙而유효한방법,可以将高斯光束转化为均匀强島激光线。Powell透镜是一种비球면圆柱透镜。 

Powell은 透镜将圆형 광광 장치 一个维島上呈扇형 전시장입니다.

파월透镜의 형태의 형태의 状经过专门设计,于将激光从光束中心转向边缘。这样就消除了中心”熭点“,并将高斯光束转化为强島均匀的光束,也称为”帽子“轮廓。 

图中显示了 파월透镜的横截면형상比较(后者也能产生一条线,但保持了高斯强島分布)。 

 

파월 透镜与柱面透镜的比较

파월透镜(左)与传统柱face透镜(右)之比较。两种光school器件都将圆shape高斯激파월透镜将光线从光束中心转移到边缘,以产生均匀强島的光束,而柱面透镜则保持光束的高斯分布,因此其光束在中心更亮。 

 

除了 Powell 透镜 ,其他方法也可以将高斯光束转化为均匀线,包括衍射광학대학원微透镜阵列。但它们的光学效率都达不到 Powell 透镜的水平(这意味着最终会进入激光线的激光光束较少),也无法提供强度均匀的光束。  

파웰透镜的另一个有特性是对输入波长当不敏感。与衍射光敏感比,这是一个很大的优势,因为衍射빛과학원件对波长不常敏感。 

凭借这种特性,파월透镜可以与半导体激光器凑低成本激光线发生器.不同半导体激光器设备的波长会随温备备会随温变备但Powell은 透镜对波长不敏感,因此可与半导体激光器配合使用,而无需进行波长选择或分选。 

 

购买 파웰 透镜

在 Powell 透镜上制作柱形非球面非常困难,需要专业的设备和技术。因此,不同制造商生产的 Powell 透镜质量参差不齐。

일반적인 정보를 다운로드하고 사용하기入光束直径, 波长和”扇shape角“.광학 장치 제조造商根据这些要求选择或设计파월 透镜。

当然,实际零件会有公差,导致设备之间存在性能差异.对于大数应用而言,最对标准是均匀性、”包含功率“화直线島。

但并非所有制造商都以同样的方式定义这些规格。因此,购买者必须了解如何解释所提供的信息。 

首先,扇shape角丸常定义为功率下降到峰值 80% Powell은 일반적으로 1/e²(13.5%)로 1/e²(13.5%)를 나타냅니다.透镜的优势는 于它不会产生高斯光束。

 

파월 透镜 扇shape角

광선 형태는 일반적으로 80%의 정확도를 보장합니다.

 

但是,激光线的强島均匀性(由图纸中的公式给流)并서로 다른 방법은 동일하지 않습니다. 80%(图中所示), 而不是一直应用到边缘(100%)입니다.

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