Pretraživanje
hrDvije prizme mogu napustiti istu liniju poliranja s identičnim crtežima, a opet se ponašati drugačije unutar gotovog instrumenta. Staklo je rijetko razlog. Tolerancija kuta, oblik poliranih površina i način na koji premaz preživljava stvarnu gredu odlučuju hoće li dio zadržati poravnanje godinama ili će za nekoliko mjeseci izaći iz specifikacije.
Optička prizma je prozirno tijelo omeđeno ravnim, poliranim površinama koje se susreću pod određenim kutovima. Svjetlost koja ulazi na jednu stranu lomi se na granici staklo-zrak, putuje kroz materijal, a zatim se ponovno lomi na izlaznoj plohi ili se reflektira iznutra, tako da se zraka može skrenuti, raspršiti, rotirati ili saviti unutar vrlo malog volumena.
Definicija optičke prizme: čvrsti prozirni element s najmanje dvije ravne polirane površine, koji se koristi za odstupanje, raspršivanje, rotaciju ili reflektiranje svjetlosti putem kontroliranog loma i potpunog unutarnjeg odraza.
U praktičnim sustavima ta jedna definicija pokriva pet različitih poslova, a svaki posao gura različitu specifikaciju na početak crteža:
- Odstupanje grede za fiksni kut, najčešće 90 ili 180 stupnjeva
- Raspršivanje bijele svjetlosti u zasebne valne duljine za mjerenje
- Savijanje dugačke optičke staze u kratku mehaničku ovojnicu
- Rotiranje ili okretanje slike bez dodavanja leća
- Razdvajanje, kombiniranje ili uzorkovanje zrake za praćenje
Kako optička prizma savija svjetlost
Prizma savija svjetlost jer staklo ima veći indeks loma od zraka, pa zraka mijenja smjer na svakoj poliranoj površini koju prijeđe.
Veličina te promjene slijedi Snellov zakon, primijenjen dvaput: jednom na ulazu, jednom na izlazu. Ukupno odstupanje ovisi o vršnom kutu prizme, indeksu loma materijala i valnoj duljini svjetlosti. Budući da indeks raste kako se valna duljina skraćuje, plava svjetlost odstupa više od crvene svjetlosti, a zraka koja napušta prizmu širi se u spektar. Svaka disperzna prizma, od demonstracije u učionici do prednjeg dijela spektrometra, radi na tom principu.
Potpuna unutarnja refleksija daje prizmama drugu ulogu. U N-BK7 kritični kut iznosi oko 41,2 stupnja, tako da se svjetlost koja pada na unutarnju površinu od 45 stupnjeva reflektira gotovo bez gubitka i bez ikakvog metalnog premaza. Pravokutna prizma koja se koristi na ovaj način zamjenjuje zrcalo, uklanja rizik od degradacije premaza i održava reflektiranu zraku u fiksnom položaju u odnosu na ulaznu površinu.
Jednakostrana prizma od 60 stupnjeva u N-BK7 proizvodi minimalno odstupanje od otprilike 38,7 stupnjeva na 587,6 nm. Pomaknite vršni kut za jednu lučnu minutu i izlazna zraka se pomiče s njim, zbog čega se na crtežima prizme kutovi navode u lučnim minutama i lučnim sekundama, a ne u milimetrima.
Vrste optičkih prizmi i što svaka od njih radi
Većina redova prizmi spada u sedam standardnih geometrija, a svaka je podređena različitim kontrolnim specifikacijama.
| Vrsta prizme | Optičko djelovanje | Tipična primjena | Specifikacija za kontrolu |
| Pravokutna prizma | Skreće zraku za 90 stupnjeva unutarnjom refleksijom ili 180 stupnjeva kada se koristi u paru | Periskop, tražila, upravljanje snopom | Kut između dviju kateta i spljoštenost hipotenuze |
| Porro prizma | Dvije unutarnje refleksije, odstupanje od 180 stupnjeva, erekcija slike | Dalekozori, instrumenti za promatranje | Tolerancija kuta usklađenog para |
| Krovna prizma | Odstupanje od 90 stupnjeva s postavljanjem slike uz rub krova | Kompaktni teleskopi, kamere | Pogreška kuta krova u lučnim sekundama i ograničenje krhotina ruba krova |
| Goluba prizma | Rotira sliku dvostrukom brzinom mehaničke rotacije | Teleskopi za usmjeravanje, interferometri | Paralelnost čeone strane i omjer duljine i otvora |
| Pellin-Broca prizma | Konstantno odstupanje od 90 stupnjeva na jednoj odabranoj valnoj duljini | Spektroskopija, odabir valne duljine | Apeksni kut i disperzija materijala |
| Jednakostrana disperzna prizma | Odvaja valne duljine lomom | Spektrometrija, ugađanje lasera, podučavanje optike | Apeksni kut, homogenost stakla, kvaliteta površine |
| Klinasta prizma | Mala, kontrolirana devijacija snopa | Upravljanje snopom, optička korekcija | Kut klina u lučnim minutama |
Geometrija je samo pola specifikacije. Ista prizma pod pravim kutom može se isporučiti s poliranim ili fino brušenim nogama, sa ili bez antirefleksnog premaza, i s kutnim tolerancijama koje se razlikuju za red veličine između općeg stupnja i preciznog stupnja.
Tamo gdje dizajn koristi nekoliko prizmi u nizu, tolerancije su složene, a ne prosječne. Par Porro prizmi od kojih je svaka prihvatljiva sama za sebe još uvijek može proizvesti nagnutu ili zakrenutu sliku kada se montiraju zajedno.
Raspon optičke prizme za prilagođeni smjer i disperziju svjetlosti Istražite optičke prizme i blokove svjetlovoda za usmjeravanje, reflektiranje ili raspršivanje svjetla u spektrometrima, mikroskopima, teleskopima, zaslonima i ispravljanju aberacija. Pogledajte proizvod → Specifikacije koje bi kupci trebali provjeriti prije naručivanja
Pet specifikacija odlučuje hoće li prizma funkcionirati u sustavu: tolerancija kuta, ravnost površine, kvaliteta površine, čisti otvor i učinak premaza. Sve ostalo na crtežu je sekundarno u odnosu na tih pet.
| Specifikacija | Tipični raspon | Što se događa ako je pogrešno |
| Tolerancija kuta | 3 kutne minute općenito, 30 kutnih sekundi preciznosti, 5 kutnih sekundi visoke preciznosti | Pogreška usmjeravanja snopa koju nikakvo podešavanje nosača ne može u potpunosti ispraviti |
| Ravnost površine | Četvrtina vala do jedna desetina vala na 632,8 nm | Izobličenje valne fronte, povećana veličina točke, izgubljena razlučivost |
| Kvaliteta površine | 60-40 opće, 20-10 za korištenje lasera | Raspršenost, nedostaci premaza, smanjeni prag oštećenja |
| Čisti otvor blende | 80 do 90 posto veličine lica | Vinjetiranje i rezanje greda na rubovima |
| Iskošenje | 0,2 do 0,5 mm na 45 stupnjeva | Rubovi koji postaju stalni izvor raspršenja |
| Premazivanje | Antirefleks ispod 0,5 posto po površini | Duhovi refleksije, gubitak propusnosti, kvar premaza pod naponom |
Kutna pogreška od 30 lučnih sekundi pomiče zraku za oko 0,15 mm nakon jednog metra puta. Pomnožite to preko površina u sklopivom nizu i to prestaje biti apstraktna tolerancija i postaje vidljiv problem poravnanja na ispitnom stolu.
Dolazna inspekcija je najjeftinije mjesto za otkrivanje tih grešaka. Kratka, ponovljiva sekvenca hvata gotovo sve što stigne do proizvodne trake:
- Uskladite certifikat materijala i ocjenu indeksa s crtežom prije bilo kakvog mjerenja.
- Izmjerite kut na goniometru ili autokolimatoru dok je dio još u zaštitnom omotu.
- Provjerite površinsku sliku interferometrom preko cijelog prozirnog otvora, ne samo u sredini.
- Provjerite prijenos ili refleksiju premaza na projektiranoj valnoj duljini i potvrdite prag oštećenja za pulsirajuće zrake.
- Zabilježite dimenzije, skošenje i sljedivost serije u dnevnik pregleda kako bi se kasniji kvar mogao pratiti do serije.
Potpunija verzija ovog popisa za provjeru, napisana za timove za nabavu i dizajn, navedena je u našem vodič za odabir prilagođene optičke prizme .
Materijali i premazi koji mijenjaju učinkovitost
N-BK7 ostaje zadani materijal prizme za rad u vidljivom i bliskom infracrvenom području; topljeni silicij, safir i stakla s visokim indeksom preuzimaju kada su toplinska stabilnost, raspon prijenosa ili disperzija važniji od cijene.
Premaz mijenja performanse isto koliko i podloga, a kompromis se obično odlučuje prema snazi snopa, a ne samo prema cijeni.
Prizma bez premaza
- Fresnel refleksija od otprilike 4 posto po površini u N-BK7
- Najniži jedinični trošak i najkraće vrijeme isporuke
- Nema sloja premaza koji bi se razgradio ili spalio
- Prihvatljivo za osvjetljenje, gledanje i demonstracijski rad male snage
Prizma s antirefleksnim premazom
- Refleksija ispod 0,5 posto za jedan sloj, ispod 0,2 posto za širokopojasne dizajne
- Veća propusnost kroz sklopove s više prizmi
- Smanjene slike duhova i zalutalo svjetlo
- Za upotrebu pulsirajućeg lasera mora se navesti prag oštećenja
Za pulsirajuće lasere, prag oštećenja premaza važniji je od prijenosa. Gubitak četiri posto energije lako je prihvatiti; premaz koji ne uspije pri fluenci koju isporučuje vaša zraka trajno prekida put svjetlosti.
Gdje se koriste optičke prizme
Optičke prizme pojavljuju se gdje god treba saviti, razdvojiti ili stabilizirati gredu unutar ograničenog prostora, a isti dio često služi industrijama koje na papiru izgledaju nepovezano.
- Medicinsko snimanje i endoskopija , gdje sklopovi prizme savijaju putanju slike unutar cijevi širokih samo nekoliko milimetara
- Automobilska detekcija i LiDAR , gdje prizme upravljaju i dijele grede bez ikakvih pokretnih dijelova
- Spektroskopija i ugađanje lasera , gdje disperzne prizme odvajaju valne duljine za mjerenje
- Dalekozori, teleskopi i periskopi , gdje Porro, krov i Dove prizme uspravljaju i okreću slike
- Savijanje laserskim snopom na alatnim strojevima , gdje obložena pravokutna prizma održava putanju zrake kratkom
- Strojni vid i interferometrija , gdje ravnost i stabilnost kuta pokreću točnost mjerenja
Unutar medicinskog endoskopa, sklop prizme mora saviti optički put za 90 stupnjeva unutar kućišta mjereno u milimetrima. Kvaliteta rubova i geometrija montaže na kraju su važni gotovo jednako kao i optička figura, jer odsječeni kut u tom mjerilu baca raspršene tonove ravno na sliku.
Prizme se rijetko koriste same. Obično su upareni s lećama koje vrše fokusiranje dok prizma upravlja smjerom, disperzijom ili orijentacijom, tako da su za jedan sklop često potrebne obje komponente specificirane prema istom proračunu za poravnanje.
Raspon optičkih leća za fokusiranje, kolimiranje i prilagođene primjene Pregledajte optičke leće od planokonveksnih do složenih ne-sferičnih vrsta za sigurnost, mjerenje, potrošačku elektroniku, laserske sustave i prilagođene automobilske aplikacije. Pogledajte proizvod → Što poslati s Prism RFQ
Citat prizme točan je onoliko koliko je točan crtež koji je uz njega priložen. Dobavljači cijene prema skupu tolerancija, a ne prema obliku, tako da nepotpuni crtež proizvodi ili podstavljenu cijenu ili dio koji ne uspije pri dolasku.
Optička specifikacija
- Gradivo i indeksna ocjena
- Vršni kut s tolerancijom
- Ravnost površine at the test wavelength
- Kvaliteta površine za ogrebotine
- Čisti otvor blende as a percentage of face
- Premazivanje curve and required reflectance or transmission
Mehanička specifikacija
- Vanjske mjere s tolerancijama
- Iskošenje size and angle
- Montažne površine i referentni rubovi
- Oznake orijentacije za sastavljanje
- Ograničenje težine za konstrukcije u zraku ili u ruci
Komercijalne informacije
- Prototip i proizvodne količine
- Potrebna razina izvješća o inspekciji
- Potrebe za pakiranjem i rukovanjem čistim prostorima
- Raspored dostave i odredište
- Zahtjevi za sljedivost serije
Cijene prototipa i proizvodnje za istu prizmu često se razlikuju za 30 posto ili više po komadu. Alati, učvršćenja za blokiranje i serije premaza amortiziraju se u različitim količinama, tako da citiranje svake faze zasebno daje jasniju sliku nego jedna pomiješana brojka.
Pošaljite crtež zajedno s radnom valnom duljinom i snagom snopa našem inženjerski tim a pregled tolerancija obično se može dovršiti uz ponudu, a ne nakon što stignu prvi dijelovi.
Često postavljana pitanja o optičkim prizmama
Koja je razlika između optičke prizme i leće?
Leća ima zakrivljene površine i oblikuje sliku konvergentnom ili divergentnom svjetlošću. Prizma ima ravne polirane površine i mijenja smjer, disperziju ili orijentaciju svjetlosti bez formiranja slike. To dvoje se često kombinira u jednom sklopu: prizma savija i usmjerava putanju, leća fokusira.
Koliko velika treba biti tolerancija kuta prizme?
Radite unatrag iz proračuna sustava. Opće osvjetljenje i instrumenti za gledanje obično toleriraju nekoliko lučnih minuta. Imaging, mjeriteljstvo i interferometrija obično trebaju 30 lučnih sekundi ili više. Prizmi koja se nalazi unutar sklopa od više elemenata koji mora ostati poravnat preko temperature može trebati 5 lučnih sekundi, a dizajn nosača to mora podržavati.
Koji materijal odabrati za prizmu?
N-BK7 pokriva većinu vidljivog i bliskog infracrvenog rada na umjerenoj temperaturi. Taljeni silicij odgovara dubokom ultraljubičastom prijenosu, toplinskoj stabilnosti i većoj otpornosti na laserska oštećenja. Sapphire podnosi oštra okruženja i infracrvene pojaseve po cijenu teže obrade. Staklo s visokim indeksom kao što je N-SF11 daje veće odstupanje od manjeg vršnog kuta, što disperzivne prizme održava kompaktnima.
Mogu li se prizme po narudžbi proizvoditi u malim količinama?
Da. Izvođenje prototipa od nekoliko komada je rutina, a ograničavajući čimbenici obično su veličina serije premaza i alat potreban za blokiranje i poliranje neobične geometrije. Dostava kompletnog crteža s tolerancijama na prvi upit skraćuje put od ponude do prvog artikla.
Zatražite izvješće inspekcije prije nego što se svađate oko cijene. Jeftina prizma koja ne prođe inspekciju prvog članka košta više u izgubljenom programskom vremenu nego ispravno specificirana prizma ikada.
苏公网安备 32041102000130 号