Søge
daTo prismer kan efterlade den samme poleringslinje med identiske tegninger og stadig opføre sig forskelligt inde i et færdigt instrument. Glasset er sjældent årsagen. Vinkeltolerance, figuren af de polerede flader og måden, hvorpå belægningen overlever den rigtige stråle, afgør, om delen holder på linje i årevis eller går ud af spec inden for måneder.
Et optisk prisme er et gennemsigtigt fast stof afgrænset af flade, polerede overflader, der mødes i definerede vinkler. Lys, der kommer ind i den ene flade, brydes ved glas-luft-grænsen, bevæger sig gennem materialet og brydes derefter enten igen ved udgangsfladen eller reflekteres internt, så en stråle kan afviges, spredes, roteres eller foldes inde i et meget lille volumen.
Optisk prismedefinition: et solidt gennemsigtigt element med mindst to flade polerede overflader, der bruges til at afvige, sprede, rotere eller reflektere lys gennem kontrolleret brydning og total intern refleksion.
I praktiske systemer dækker denne enkeltdefinition fem forskellige job, og hvert job skubber en anden specifikation til forsiden af tegningen:
- Afviger en stråle med en fast vinkel, oftest 90 eller 180 grader
- Spredning af hvidt lys i separate bølgelængder til måling
- Foldning af en lang optisk vej til en kort mekanisk konvolut
- Rotere eller vende et billede uden at tilføje linser
- Opdeling, kombination eller prøvetagning af en stråle til overvågning
Hvordan et optisk prisme bøjer lys
Et prisme bøjer lyset, fordi glas har et højere brydningsindeks end luft, så strålen ændrer retning ved hver poleret overflade, den krydser.
Størrelsen af denne ændring følger Snells lov, der anvendes to gange: én gang ved indgang, én gang ved udgang. Den samlede afvigelse afhænger af prismets spidsvinkel, materialets brydningsindeks og lysets bølgelængde. Fordi indekset stiger, når bølgelængden forkortes, afviger blåt lys mere end rødt lys, og strålen, der forlader prismet, spreder sig til et spektrum. Hvert spredende prisme, fra et klasseværelsesdemonstration til et spektrometers frontend, fungerer efter dette princip.
Total intern refleksion giver prismer en anden rolle. I N-BK7 er den kritiske vinkel omkring 41,2 grader, så lys, der rammer en indvendig 45 graders flade, reflekteres næsten uden tab og uden nogen metalbelægning. Et retvinklet prisme, der anvendes på denne måde, erstatter et spejl, fjerner risikoen for belægningsnedbrydning og holder den reflekterede stråle i en fast position i forhold til indgangsfladen.
Et 60 graders ligesidet prisme i N-BK7 producerer en minimumsafvigelse på ca. 38,7 grader ved 587,6 nm. Skift topvinklen med et bueminut, og udgangsstrålen skifter med den, hvorfor prismetegninger citerer vinkler i bueminutter og buesekunder i stedet for i millimeter.
Typer af optiske prismer og hvad hver enkelt gør
De fleste prismeordrer falder ind i syv standardgeometrier, og hver enkelt er styret af en anden kontrollerende specifikation.
| Prisme type | Optisk handling | Typisk anvendelse | Specifikation til kontrol |
| Retvinklet prisme | Afviger strålen 90 grader ved intern refleksion eller 180 grader, når den bruges i par | Periskoper, søgere, strålestyring | Vinkel mellem de to ben og fladhed af hypotenusen |
| Porro prisme | To interne refleksioner, 180 graders afvigelse, billedopstilling | Kikkerter, observationsinstrumenter | Matchet parvinkeltolerance |
| Tagprisme | 90 graders afvigelse med billedopstilling langs en tagkant | Kompakte teleskoper, kameraer | Tagvinkelfejl i buesekunder og tagkantsspångrænse |
| Dueprisme | Roterer billedet med det dobbelte af den mekaniske rotationshastighed | Justeringsteleskoper, interferometre | Endeflade parallelitet og længde til blændeforhold |
| Pellin-Broca prisme | 90 graders konstant afvigelse ved én valgt bølgelængde | Spektroskopi, bølgelængdevalg | Topvinkel og materialespredning |
| Ligesidet dispergerende prisme | Adskiller bølgelængder ved brydning | Spektrometri, lasertuning, undervisning i optik | Topvinkel, glashomogenitet, overfladekvalitet |
| Kileprisme | Lille, kontrolleret stråleafvigelse | Strålestyring, optisk korrektion | Kilevinkel i bueminutter |
Geometri er kun halvdelen af specifikationen. Det samme retvinklede prisme kan leveres med polerede eller finslebne ben, med eller uden anti-reflekterende belægning, og med vinkeltolerancer, der afviger med en størrelsesorden mellem en generel karakter og en præcisionskvalitet.
Hvor et design bruger flere prismer i serie, sammensættes tolerancerne snarere end gennemsnittet. Et par Porro-prismer, der hver for sig er acceptable, kan stadig producere et vippet eller roteret billede, når de er monteret sammen.
Optisk prismeområde til tilpasset lysretning og spredning Udforsk optiske prismer og lyslederblokke til at dirigere, reflektere eller sprede lys i spektrometre, mikroskoper, teleskoper, skærme og aberrationskorrektion. Se produkt → Specifikationer Købere bør bekræfte før bestilling
Fem specifikationer afgør, om et prisme fungerer i et system: vinkeltolerance, overfladeplanhed, overfladekvalitet, klar åbning og belægningsydelse. Alt andet på tegningen er sekundært til de fem.
| Specifikation | Typisk rækkevidde | Hvad sker der, hvis det er forkert |
| Vinkeltolerance | 3 bueminutter generelt, 30 buesekunder præcision, 5 buesekunder høj præcision | Strålepegningsfejl, som ingen monteringsjustering kan korrigere fuldt ud |
| Overfladeplanhed | Kvart bølge til en tiendedel bølge ved 632,8 nm | Bølgefrontforvrængning, forstørret pletstørrelse, mistet opløsning |
| Overfladekvalitet | 60-40 ridsegrave generelt, 20-10 til laserbrug | Spredning, belægningsfejl, reduceret skadetærskel |
| Klar blænde | 80 til 90 procent af ansigtsdimensionen | Vignettering og stråleklip i kanterne |
| Chamfer | 0,2 til 0,5 mm ved 45 grader | Kantafslag, der bliver en permanent spredekilde |
| Belægning | Antirefleks under 0,5 procent pr. overflade | Spøgelsesrefleksioner, gennemstrømningstab, belægningsfejl under strøm |
En 30 buesekunders vinkelfejl forskyder strålen med omkring 0,15 mm efter en meters vandring. Multiplicer det på tværs af overfladerne i et foldetog, og det holder op med at være en abstrakt tolerance og bliver et synligt tilpasningsproblem på testbænken.
Indgående inspektion er det billigste sted at fange disse fejl. En kort, gentagelig sekvens fanger næsten alt, der når en produktionslinje:
- Match materialecertifikatet og indekskarakteren til tegningen, før enhver måling begynder.
- Mål vinklen på et goniometer eller autokollimator, mens delen stadig er i sin beskyttende indpakning.
- Tjek overfladefiguren med et interferometer på tværs af hele den klare blænde, ikke kun i midten.
- Bekræft belægningstransmission eller reflektans ved designbølgelængden og bekræft skadetærsklen for pulserende stråler.
- Registrer dimensioner, affasning og partisporbarhed i inspektionsloggen, så en senere fejl kan spores til et parti.
En mere fyldig version af denne tjekliste, skrevet til indkøbs- og designteams, er beskrevet i vores guide til at vælge et brugerdefineret optisk prisme .
Materialer og belægninger, der ændrer ydeevne
N-BK7 forbliver standardprismematerialet til synligt og nær-infrarødt arbejde; smeltet silica, safir og højindeksglas tager over, når termisk stabilitet, transmissionsområde eller spredning betyder mere end prisen.
Belægning ændrer ydeevnen lige så meget som substratet gør, og afvejningen afgøres normalt af stråleeffekt i stedet for alene af omkostninger.
Ubelagt prisme
- Fresnel-refleksion på omkring 4 procent pr. overflade i N-BK7
- Laveste enhedspris og korteste leveringstid
- Intet belægningslag, der kan nedbrydes eller brænde
- Acceptabel til belysning, visning og demonstrationsarbejde med lav effekt
Anti-reflekterende belagt prisme
- Refleksion under 0,5 procent for et enkelt lag, under 0,2 procent for bredbåndsdesign
- Højere gennemløb på tværs af multi-prisme samlinger
- Reducerede spøgelsesbilleder og vildfarent lys
- Skadetærskel skal angives for brug af pulserende laser
For pulserende lasere er tærskelværdien for belægningsskader vigtigere end transmission. At miste fire procent af energien er let at acceptere; en belægning, der svigter ved den fluens, din stråle afgiver, afslutter lysbanen permanent.
Hvor der bruges optiske prismer
Optiske prismer dukker op overalt, hvor en stråle skal foldes, splittes eller stabiliseres inden for begrænset plads, og den samme del tjener ofte industrier, der ser uafhængige ud på papiret.
- Medicinsk billeddiagnostik og endoskopi , hvor prismesamlinger folder billedbanen inde i rør kun få millimeter brede
- Automotive sensing og LiDAR , hvor prismer styrer og splitter bjælker uden bevægelige dele
- Spektroskopi og lasertuning , hvor dispergerende prismer adskiller bølgelængder til måling
- Kikkerter, teleskoper og periskoper , hvor Porro-, tag- og Dove-prismer rejser og roterer billeder
- Laserstrålefoldning på værktøjsmaskiner , hvor et belagt retvinklet prisme holder strålegangen kort
- Maskinsyn og interferometri , hvor planhed og vinkelstabilitet driver målenøjagtigheden
Inde i et medicinsk endoskop skal prismesamlingen folde den optiske bane 90 grader i et hus målt i millimeter. Kantkvalitet og monteringsgeometri ender med at have næsten lige så stor betydning som den optiske figur, fordi et afhugget hjørne i den skala kaster spredning direkte ind i billedet.
Prismer bruges sjældent alene. De er normalt parret med linser, der fokuserer, mens prismet håndterer retning, spredning eller orientering, så en enkelt samling har ofte brug for begge komponenter, der er specificeret mod det samme justeringsbudget.
Optisk linseserie til fokusering, kollimering og brugerdefinerede applikationer Gennemse optiske linser fra plankonvekse til komplekse ikke-sfæriske linser til sikkerhed, måling, forbrugerelektronik, lasersystemer og brugerdefinerede bilapplikationer. Se produkt → Hvad skal sendes med en prisme RFQ
Et prismecitat er kun så nøjagtigt som tegningen vedhæftet det. Leverandører priser i forhold til tolerancestakken, ikke i forhold til formen, så en ufuldstændig tegning giver enten en polstret pris eller en del, der fejler ved ankomsten.
Optisk specifikation
- Materiale og indekskarakter
- Topvinkel med tolerance
- Overfladeplanhed at the test wavelength
- Ridsegravende overfladekvalitet
- Klar blænde as a percentage of face
- Belægning curve and required reflectance or transmission
Mekanisk specifikation
- Ydermål med tolerancer
- Affasning størrelse og vinkel
- Monteringsflader og referencekanter
- Orienteringsmærker til montering
- Vægtgrænse for luftbårne eller håndholdte konstruktioner
Kommerciel information
- Prototype og produktionsmængder
- Inspektionsrapportniveau påkrævet
- Behov for emballage og renrumshåndtering
- Leveringsplan og destination
- Krav til partisporbarhed
Prototype- og produktionspriser for det samme prisme afviger ofte med 30 procent eller mere pr. stk. Værktøj, blokeringsarmaturer og belægningsforløb afskrives på tværs af forskellige mængder, så citering af hvert trin separat giver et klarere billede end en enkelt blandet figur.
Send tegningen sammen med driftsbølgelængden og stråleeffekten til vores ingeniørhold og tolerancegennemgangen kan normalt gennemføres sammen med tilbuddet, i stedet for efter de første dele ankommer.
Ofte stillede spørgsmål om optiske prismer
Hvad er forskellen mellem et optisk prisme og en linse?
En linse har buede overflader og danner et billede ved konvergerende eller divergerende lys. Et prisme har flade polerede overflader og ændrer lysets retning, spredning eller orientering uden at danne et billede af sig selv. De to kombineres ofte i én samling: Prismet folder og orienterer banen, linsen gør fokuseringen.
Hvor stram skal prismevinkeltolerancen være?
Arbejd baglæns fra systembudgettet. Generelle belysnings- og visningsinstrumenter tåler normalt et par bueminutter. Billeddannelse, metrologi og interferometri har normalt brug for 30 buesekunder eller bedre. Et prisme, der sidder inde i en multi-element samling, som skal forblive justeret over temperaturen, kan have brug for 5 buesekunder, og monteringsdesignet skal understøtte det.
Hvilket materiale skal jeg vælge til et prisme?
N-BK7 dækker mest synligt og nær-infrarødt arbejde ved moderat temperatur. Fuseret silica passer til dyb ultraviolet transmission, termisk stabilitet og højere modstandsdygtighed over for laserskader. Sapphire håndterer barske miljøer og infrarøde bånd på bekostning af hårdere behandling. Et glas med højt indeks som N-SF11 giver en større afvigelse fra en mindre spidsvinkel, hvilket holder spredeprismer kompakte.
Kan specialprismer fremstilles i små mængder?
Ja. Prototypekørsel af nogle få stykker er rutine, og de begrænsende faktorer er normalt belægningsbatchstørrelser og det nødvendige værktøj til at blokere og polere en usædvanlig geometri. Ved at levere en komplet tegning med tolerancer ved den første forespørgsel forkortes vejen fra tilbud til første artikel.
Spørg efter kontrolrapporten, før du skændes om prisen. Et billigt prisme, der fejler inspektion af første artikel, koster mere i tabt programtid, end en korrekt specificeret nogensinde vil.
苏公网安备 32041102000130 号