Haku
fiKaksi prismaa voi jättää saman kiillotusviivan identtisillä piirrotuksilla ja silti käyttäytyä eri tavalla valmiin instrumentin sisällä. Lasi on harvoin syynä. Kulman toleranssi, kiillotettujen pintojen muoto ja tapa, jolla pinnoite kestää todellista sädettä, ratkaisevat, pysyykö osa kohdistettuna vuosia vai ajautuuko se vaatimuksista kuukausissa.
Optinen prisma on läpinäkyvä kiinteä aine, jota rajaavat tasaiset, kiillotetut pinnat, jotka kohtaavat tietyissä kulmissa. Yhdelle pinnalle tuleva valo taittuu lasin ja ilman rajalla, kulkee materiaalin läpi ja sitten joko taittuu uudelleen ulostulopinnalla tai heijastuu sisäisesti, joten sädettä voidaan poiketa, hajauttaa, pyörittää tai taittaa hyvin pieneen tilavuuteen.
Optisen prisman määritelmä: kiinteä läpinäkyvä elementti, jossa on vähintään kaksi tasaista kiillotettua pintaa ja jota käytetään poikkeamaan, hajottamaan, kiertämään tai heijastamaan valoa säädellyn taittumisen ja sisäisen kokonaisheijastuksen kautta.
Käytännön järjestelmissä yksi määritelmä kattaa viisi erilaista työtä, ja jokainen työ työntää eri määrittelyn piirustuksen etupuolelle:
- Säteen poikkeaminen kiinteällä kulmalla, useimmiten 90 tai 180 astetta
- Valkoisen valon hajottaminen eri aallonpituuksille mittausta varten
- Pitkän optisen reitin taittaminen lyhyeksi mekaaniseksi kirjekuoreksi
- Kuvan kääntäminen tai kääntäminen ilman linssien lisäämistä
- Säteen jakaminen, yhdistäminen tai näytteenotto valvontaa varten
Kuinka optinen prisma taivuttaa valoa
Prisma taivuttaa valoa, koska lasilla on korkeampi taitekerroin kuin ilmalla, joten säde muuttaa suuntaa jokaisella kiillotetulla pinnalla, jonka se ylittää.
Muutoksen suuruus noudattaa Snellin lakia, jota sovelletaan kahdesti: kerran sisäänkäynnissä, kerran poistuttaessa. Kokonaispoikkeama riippuu prisman huippukulmasta, materiaalin taitekertoimesta ja valon aallonpituudesta. Koska indeksi nousee aallonpituuden lyhentyessä, sininen valo poikkeaa enemmän kuin punainen valo ja prismasta lähtevä säde leviää spektriksi. Jokainen hajottava prisma, luokkahuoneen esittelykappaleesta spektrometrin etupäähän, toimii tällä periaatteella.
Täydellinen sisäinen heijastus antaa prismoille toisen roolin. N-BK7:ssä kriittinen kulma on noin 41,2 astetta, joten sisäiseen 45 asteen pintaan osuva valo heijastuu lähes häviöttömästi ja ilman metallipinnoitetta. Tällä tavalla käytetty suorakulmainen prisma korvaa peilin, poistaa pinnoitteen hajoamisen riskin ja pitää heijastuneen säteen kiinteässä asennossa sisääntulopinnan suhteen.
60 asteen tasasivuinen prisma N-BK7:ssä tuottaa noin 38,7 asteen minimipoikkeaman 587,6 nm:ssä. Siirrä huippukulmaa yhdellä kaaren minuutilla ja lähtösäde siirtyy sen mukana, minkä vuoksi prismapiirustukset esittävät kulmat kaariminuutteina ja kaarisekunteina millimetrejen sijaan.
Optisten prismien tyypit ja niiden toiminta
Useimmat prismatilaukset jakautuvat seitsemään standardigeometriaan, ja jokaista niistä hallitsee erilainen ohjausspesifikaatio.
| Prisma tyyppi | Optinen toiminta | Tyypillinen sovellus | Ohjattava spesifikaatio |
| Suorakulmainen prisma | Poikkeaa säteen sisäisestä heijastuksesta 90 astetta tai pareittain käytettäessä 180 astetta | Periskoopit, etsimet, säteen ohjaus | Kahden jalan välinen kulma ja hypotenuusan tasaisuus |
| Porron prisma | Kaksi sisäistä heijastusta, 180 asteen poikkeama, kuvan pystytys | Kiikarit, havaintolaitteet | Sopiva parikulmatoleranssi |
| Katon prisma | 90 asteen poikkeama kuvan pystyttämisessä katon reunaa pitkin | Kompaktit teleskoopit, kamerat | Katon kulmavirhe kaarisekunneissa ja katon reunan lasturaja |
| Kyyhkynen prisma | Kiertää kuvaa kaksinkertaisella mekaanisella kiertonopeudella | Kohdistusteleskoopit, interferometrit | Päätypinnan yhdensuuntaisuus ja pituuden ja aukon suhde |
| Pellin-Broca -prisma | 90 asteen vakiopoikkeama yhdellä valitulla aallonpituudella | Spektroskopia, aallonpituuden valinta | Huippukulma ja materiaalin hajonta |
| Tasasivuinen hajottava prisma | Erottelee aallonpituudet taituksella | Spektrometria, laserviritys, optiikka | Huippukulma, lasin homogeenisuus, pinnan laatu |
| Kiilaprisma | Pieni, hallittu säteen poikkeama | Säteen ohjaus, optinen korjaus | Kiilakulma kaariminuutteina |
Geometria on vain puolet spesifikaatiosta. Sama suorakulmainen prisma voidaan toimittaa kiillotetuilla tai hienohiottuilla jaloilla, heijastuksenestopinnoitteella tai ilman, ja kulmatoleransseilla, jotka vaihtelevat suuruusluokkaa yleisen ja tarkkuuslaadun välillä.
Jos suunnittelussa käytetään useita prismoja sarjassa, toleranssit yhdistetään keskiarvon sijaan. Porro-prismat, jotka ovat hyväksyttäviä yksinään, voivat silti tuottaa vinon tai käännetyn kuvan, kun ne on asennettu yhteen.
Optinen prismasarja mukautettua valon suuntaa ja dispersiota varten Tutki optisia prismoja ja valonohjainlohkoja valon suuntaamiseksi, heijastamiseksi tai hajottamiseksi spektrometreissä, mikroskoopeissa, kaukoputkissa, näytöissä ja poikkeamien korjaamisessa. Näytä tuote → Tekniset tiedot ostajien tulee tarkistaa ennen tilaamista
Viisi erittelyä ratkaisee, toimiiko prisma järjestelmässä: kulmatoleranssi, pinnan tasaisuus, pinnan laatu, selkeä aukko ja pinnoitteen suorituskyky. Kaikki muu piirustuksessa on toissijaista näihin viiteen nähden.
| Erittely | Tyypillinen alue | Mitä tapahtuu, jos se on väärin |
| Kulman toleranssi | 3 kaariminuuttia yleinen, 30 kaarisekuntia tarkkuus, 5 kaarisekuntia korkea tarkkuus | Säteen suuntausvirhe, jota mikään kiinnityssäätö ei voi täysin korjata |
| Pinnan tasaisuus | Neljännesaalto yhteen kymmenesosaan 632,8 nm:ssä | Aaltorintaman vääristymä, suurentunut pistekoko, menetetty resoluutio |
| Pinnan laatu | 60-40 scratch-dig yleinen, 20-10 laserkäyttöön | Sironta, pinnoitevirheet, vähentynyt vauriokynnys |
| Kirkas aukko | 80-90 prosenttia kasvojen mitat | Vinjetointi ja palkkileikkaus reunoissa |
| Viiste | 0,2-0,5 mm 45 asteessa | Reunalastu, josta tulee pysyvä sirontalähde |
| Pinnoite | Heijastamaton alle 0,5 prosenttia pintaa kohden | Haamuheijastukset, suorituskyvyn menetys, pinnoitteen vika virran alla |
30 kaarisekunnin kulmavirhe siirtää säteen noin 0,15 mm yhden metrin matkan jälkeen. Kerro se pintojen poikki kokoontaitetussa ketjussa ja se lakkaa olemasta abstrakti toleranssi ja siitä tulee näkyvä kohdistusongelma testipenkissä.
Saapuva tarkastus on halvin paikka havaita nämä virheet. Lyhyt, toistettavissa oleva sarja saa kiinni lähes kaiken, mikä saavuttaa tuotantolinjan:
- Yhdistä materiaalitodistus ja indeksiarvo piirustukseen ennen mittauksen aloittamista.
- Mittaa kulma goniometrillä tai autokollimaattorilla, kun osa on vielä suojakääreessä.
- Tarkista pintakuvio interferometrillä koko kirkkaasta aukosta, ei vain keskeltä.
- Tarkista pinnoitteen läpäisy tai heijastuskyky suunnitellulla aallonpituudella ja vahvista pulssipalkkien vauriokynnys.
- Kirjaa mitat, viiste ja erän jäljitettävyys tarkastuslokiin, jotta myöhempi vika voidaan jäljittää erälle.
Täydellisempi versio tästä tarkistuslistasta, joka on kirjoitettu hankinta- ja suunnittelutiimeille, on meidän opas mukautetun optisen prisman valintaan .
Materiaalit ja pinnoitteet, jotka muuttavat suorituskykyä
N-BK7 pysyy oletusprismamateriaalina näkyvässä ja lähellä infrapunatyössä; sulatettu piidioksidi, safiiri ja korkean indeksin lasit ottavat vallan, kun lämpöstabiilisuus, läpäisyalue tai dispersio ovat tärkeämpiä kuin kustannukset.
Pinnoite muuttaa suorituskykyä yhtä paljon kuin substraatti, ja kompromissi määräytyy yleensä säteen tehon perusteella pelkän kustannusten sijaan.
Päällystämätön prisma
- Fresnel-heijastus noin 4 prosenttia pintaa kohden N-BK7:ssä
- Alhaisimmat yksikkökustannukset ja lyhin toimitusaika
- Ei hajoavaa tai palavaa pinnoitekerrosta
- Hyväksyttävä valaistukseen, katseluun ja vähätehoiseen esittelytyöhön
Heijastamaton pinnoitettu prisma
- Heijastus alle 0,5 prosenttia yhdelle kerrokselle, alle 0,2 prosenttia laajakaistamalleille
- Suurempi suorituskyky moniprismakokoonpanoissa
- Vähennetyt haamukuvat ja hajavalo
- Pulssilaserin käyttöä varten on määritettävä vauriokynnys
Pulssilasereissa pinnoitteen vauriokynnys on tärkeämpi kuin läpäisy. Neljän prosentin menettäminen energiasta on helppo hyväksyä; pinnoite, joka epäonnistuu säteen toimittamassa virtauksessa, päättää valopolun pysyvästi.
Missä optisia prismoja käytetään
Optiset prismat ilmestyvät aina, kun palkki on taitettava, halkaistava tai stabiloitava rajoitetun tilan sisällä, ja sama osa palvelee usein aloja, jotka näyttävät paperilla toisiinsa liittymättömiltä.
- Lääketieteellinen kuvantaminen ja endoskopia , jossa prismakokoonpanot taittavat kuvaradan putkien sisällä vain muutaman millimetrin leveydellä
- Autojen tunnistus ja LiDAR , jossa prismat ohjaavat ja jakavat säteitä ilman liikkuvia osia
- Spektroskopia ja laserviritys , jossa dispergoivat prismat erottavat aallonpituudet mittausta varten
- Kiikarit, kaukoputket ja periskoopit , jossa Porro-, katto- ja Dove-prismat pystyttävät ja kiertävät kuvia
- Lasersäteen taitto työstökoneilla , jossa päällystetty suorakulmainen prisma pitää säteen reitin lyhyenä
- Konenäkö ja interferometria , jossa tasaisuus ja kulman vakaus vaikuttavat mittaustarkkuuteen
Lääketieteellisen endoskoopin sisällä prismakokoonpanon on taitettava optinen reitti 90 astetta kotelon sisällä millimetreinä mitattuna. Reunojen laadulla ja asennusgeometrialla on loppujen lopuksi melkein yhtä suuri merkitys kuin optisella hahmolla, koska siinä mittakaavassa halkeama kulma heittää sironnan suoraan kuvaan.
Prismoja käytetään harvoin yksinään. Ne yhdistetään tavallisesti objektiivien kanssa, jotka tarkentavat, kun taas prisma käsittelee suuntaa, hajontaa tai suuntausta, joten yksi kokoonpano tarvitsee usein molemmat komponentit määritettäväksi samalla kohdistusbudjetilla.
Optinen linssisarja tarkennukseen, kollimointiin ja mukautettuihin sovelluksiin Selaa optisia linssejä tasokuperista monimutkaisiin ei-pallomaisiin linsseihin turvallisuutta, mittausta, kulutuselektroniikkaa, laserjärjestelmiä ja räätälöityjä autosovelluksia varten. Näytä tuote → Mitä lähettää Prism RFQ:lla
Prismalainaus on vain niin tarkka kuin siihen liitetty piirustus. Toimittajat hinnoittelevat toleranssipinon, eivät muodon mukaan, joten epätäydellinen piirustus tuottaa joko pehmustetun hinnan tai osan, joka epäonnistuu saapuessaan.
Optinen erittely
- Materiaali ja indeksiluokka
- Huippukulma toleranssilla
- Pinnan tasaisuus at the test wavelength
- Scratch-dig pinnan laatu
- Kirkas aukko as a percentage of face
- Pinnoite curve and required reflectance or transmission
Mekaaninen erittely
- Ulkomitat toleransseilla
- Viiste size and angle
- Asennuspinnat ja referenssireunat
- Suuntamerkit kokoonpanoa varten
- Painorajoitus ilmassa tai kädessä pidettäville rakennuksille
Kaupalliset tiedot
- Prototyyppi ja tuotantomäärät
- Tarkastusraportin taso vaaditaan
- Pakkaus- ja puhdastilakäsittelytarpeet
- Toimitusaikataulu ja määränpää
- Erän jäljitettävyysvaatimukset
Saman prisman prototyyppi- ja tuotantohinnat eroavat usein 30 prosenttia tai enemmän kappaleelta. Työkaluja, sulkukiinnikkeitä ja pinnoitusajoja kuoletetaan eri määriin, joten kunkin vaiheen erikseen lainaaminen antaa selkeämmän kuvan kuin yksittäinen sekoitettu luku.
Lähetä piirustus yhdessä toimintaaallonpituuden ja säteen tehon kanssa meille insinööritiimi ja toleranssitarkistus voidaan yleensä suorittaa tarjouksen rinnalla, eikä ensimmäisten osien saapumisen jälkeen.
Usein kysyttyjä kysymyksiä optisista prismoista
Mitä eroa on optisella prismalla ja linssillä?
Linssillä on kaarevat pinnat ja se muodostaa kuvan suppenevalla tai hajaantuvalla valolla. Prismassa on tasaiset kiillotetut pinnat ja se muuttaa valon suuntaa, hajaantumista tai suuntausta muodostamatta itsestään kuvaa. Nämä kaksi yhdistetään usein yhdeksi kokoonpanoksi: prisma taittaa ja suuntaa reitin, linssi suorittaa tarkennuksen.
Kuinka tiukka prisman kulman toleranssin tulee olla?
Työskentele taaksepäin järjestelmäbudjetista. Yleisvalaistus- ja katseluinstrumentit kestävät yleensä muutaman kaariminuutin. Kuvantaminen, metrologia ja interferometria tarvitsevat yleensä 30 kaarisekuntia tai enemmän. Monielementtikokoonpanon sisällä oleva prisma, jonka on pysyttävä samassa linjassa lämpötilan yli, saattaa tarvita 5 kaarisekuntia, ja kiinnitysrakenteen on tuettava sitä.
Mitä materiaalia minun pitäisi valita prismaan?
N-BK7 kattaa useimmat näkyvät ja lähi-infrapunatyöt kohtuullisessa lämpötilassa. Sulatettu piidioksidi sopii syvälle ultraviolettiläpäisyyn, lämpöstabiilisuuteen ja korkeampaan laservaurioiden kestävyyteen. Sapphire käsittelee ankaria ympäristöjä ja infrapunakaistoja vaikeamman käsittelyn kustannuksella. Korkean indeksin lasi, kuten N-SF11, antaa suuremman poikkeaman pienemmästä huippukulmasta, mikä pitää hajottavat prismat kompakteina.
Voidaanko räätälöityjä prismoja valmistaa pieniä määriä?
Kyllä. Muutaman kappaleen prototyyppiajot ovat rutiinia, ja rajoittavia tekijöitä ovat yleensä pinnoiteerän koot ja epätavallisen geometrian sulkemiseen ja kiillottamiseen tarvittavat työkalut. Täydellisen piirustuksen toimittaminen toleransseineen ensimmäisessä kyselyssä lyhentää polkua lainauksesta ensimmäiseen artikkeliin.
Pyydä tarkastusraportti ennen kuin kiihdät hinnasta. Halpa prisma, joka epäonnistuu ensimmäisen artikkelin tarkastuksessa, maksaa enemmän menetettynä ohjelma-ajassa kuin oikein määritetty prisma koskaan.
苏公网安备 32041102000130 号