Kosočtverečné hranoly

Přehled produktu

Na rozdíl od klínových hranolů (které vychylují paprsky pod úhlem) nebo pravoúhlých hranolů (které mění směr), kosočtvercové hranoly posouvají osu paprsku vodorovně nebo svisle, přičemž ji udržují rovnoběžnou s původní dráhou. Tato čistá translace je kritická pro zamezení vinětace (částečné blokování paprsku) v kompaktních optických sestavách, jako jsou mikroskopické systémy, kde je prostor mezi součástmi omezený. Naše kosočtvercové hranoly zachovávají kolimaci (paralelnost paprsku) s odchylkou <0,1°, což zajišťuje, že charakteristiky paprsku (průměr, profil intenzity) zůstanou po translaci nezměněny – což je nezbytné pro přesné aplikace, jako je laserová spektroskopie nebo lékařské zobrazování.

Vlastnosti produktu

• Výběr materiálu : K dispozici ve skle Schott (BK7 pro aplikace ve viditelném rozsahu, > 92% propustnost při 550 nm, ideální pro obecné zobrazování), safír (vysoká tvrdost – Mohs 9 – a odolnost vůči vysokým teplotám, vhodný pro drsná prostředí, jako jsou průmyslové senzory) a IR krystaly (např. ZnSe pro střední IR, 2-long nebo Ge142μm μm). BK7 je nákladově efektivní pro viditelné použití (např. optika mikroskopu), zatímco safír je preferován pro aplikace vystavené vibracím nebo prachu (např. tovární automatizační kamery). IR krystaly se starají o termální zobrazování nebo systémy snímání plynu, které fungují mimo viditelné spektrum.

• Přesná metrika : Úhlová tolerance <2 úhlové sekundy zajišťuje, že přeložený paprsek zůstane rovnoběžný s původní dráhou – i odchylka 5 úhlových sekund může způsobit vychýlení paprsku v dlouhých optických drahách (např. délka dráhy 1 m by vedla k posunu detektoru o 0,2 mm). Plochost PV<1/10λ (při 632,8 nm) na všech optických površích minimalizuje zkreslení čela vlny, což je kritické pro aplikace založené na laseru (např. interferometrie), kde chyby čela snižují přesnost měření. Dvě odrazové plochy jsou vyleštěny na rovnoběžnost <1 úhlová sekunda, což zajišťuje konzistentní posun napříč paprskem.

• Kvalita povrchu : 20-10 škrábání (standardní třída, vhodná pro většinu aplikací) s volitelnými AR povlaky přizpůsobenými konkrétním vlnovým délkám. Pro viditelné aplikace snižují AR povlaky ztráty odrazem na <0,5 % na povrch; pro IR aplikace snižují povlaky na hranolech ZnSe nebo Ge ztráty na <1 %. Zčerněné neoptické povrchy potlačují rozptýlené světlo (rušivé světlo <0,5 %), čímž zabraňují zobrazení duchů, kteří by zhoršovali kvalitu obrazu. Pro systémy s vysokou citlivostí (např. astronomie při slabém osvětlení) je k dispozici stupeň kvality povrchu 10-5 pro další snížení rozptylu.

• Rozsah posunu : Standardní modely nabízejí od 1 mm do 50 mm . boční posun Posun 1 mm je ideální pro jemné doladění vyrovnání paprsku v laboratorních přístrojích (např. spektrometry), zatímco posun 50 mm se používá ve velkých optických systémech (např. dalekohledové kamery, kde hranol posouvá paprsek, aby se zabránilo mechanickým součástem). Vlastní rozsahy posunutí (až 100 mm) jsou k dispozici pro specializované aplikace, jako jsou letecké zobrazovací systémy. Vzdálenost posunutí je určena délkou hranolu a indexem lomu – pro BK7 (n=1,5168) poskytuje hranol o délce 50 mm posun ~10 mm.

• Mechanická stabilita : Robustní konstrukce s obdélníkovým tvarem, která se snadno vejde do standardních optických držáků (např. 1palcový nebo 2palcový tubus objektivu). Pevná geometrie hranolu odolává vychýlení způsobenému vibracemi, což je kritické pro průmyslové systémy (např. laserové skenery dopravníkových pásů) nebo mobilní zařízení (např. kamery dronů). Pro prostředí s vysokými vibracemi lze hranoly namontovat do držáků absorbujících nárazy (s pryžovým těsněním), které snižují přenos vibrací o >80 %. Hranoly mají také vysokou pevnost v tlaku (BK7: 800 MPa, safír: 2000 MPa), díky čemuž jsou odolné proti rozbití při manipulaci.

Aplikace

Kosočtverečné hranoly jsou nezbytné v:

• Laserová technologie : Úprava dráhy paprsku ve spektroskopii (např. Ramanova spektroskopie, kde hranol posouvá laserový paprsek tak, aby se vyrovnal se vzorkem) a mikroskopii (fluorescenční mikroskopie, kde hranol pohybuje excitačním paprskem, aby se zabránilo zablokování detektoru). V Ramanově spektroskopii je přesné vyrovnání paprsku kritické pro detekci slabých Ramanových signálů – dokonce i 0,1 mm nesouosost může snížit intenzitu signálu o 50 %. V mikroskopii umožňuje translace hranolu umístění excitačního paprsku bez pohybu vzorku, což snižuje riziko poškození vzorku.

• Přístrojové vybavení : Vyrovnání optických lavic (používá se v laboratorním výzkumu k nastavení laserových experimentů) a kompenzace odchylek polohy detektoru (např. v IR kamerách, kde může být detektor mírně vychýlen s optickou osou). Optické lavice používají kosočtverečné hranoly k jemnému doladění dráhy paprsku – například posunutí laserového paprsku o 5 mm, aby se zarovnal se zrcadlem nebo čočkou. Kompenzace offsetu detektoru zajišťuje, že paprsek dopadne na aktivní oblast detektoru, čímž se zabrání ztrátě signálu nebo zkreslení.

• Obrana : Posouvání paprsků v zaměřovacích systémech (např. laserové dálkoměry namontované na nádrži), aby se zabránilo zatemnění mechanickými součástmi (např. hlavněmi nebo senzory). V dálkoměrech hranol posouvá laserový paprsek kolem hlavně zbraně, čímž zajišťuje, že paprsek dosáhne cíle, aniž by byl blokován. Tato konstrukce umožňuje integraci dálkoměru do věže tanku, aniž by byla ohrožena přesnost zaměření.

• Biotechnologie : Umístění excitačních paprsků ve fluorescenčních mikroskopech (používaných k zobrazení buněk nebo tkání) bez narušení zarovnání vzorku. Při zobrazování živých buněk může pohyb vzorku zarovnat s paprskem způsobit posunutí buněk mimo ohnisko nebo poškození. Kosočtverečné hranoly tento problém eliminují posunutím paprsku místo toho, což umožňuje dlouhodobé zobrazování (hodiny nebo dny) živých buněk s konzistentním zaostřením. Hranoly se také používají v průtokové cytometrii, kde posouvají laserový paprsek tak, aby se vyrovnal s dráhou toku buněk, čímž zlepšují účinnost detekce buněk.

FAQ

Otázka: Jak se určuje vzdálenost posunutí?

A: Vzdálenost posunutí závisí na dvou klíčových faktorech: délce hranolu (vzdálenost mezi vstupní a výstupní plochou) a indexu lomu materiálu (n). Vzorec pro posunutí (d) je přibližně d = L × (n - 1) / n, kde L je délka hranolu. Pro standardní modely:

• Hranoly BK7 (n=1,5168) s L=50mm poskytují posuv ~10mm.

• Safírové hranoly (n=1,768) s L=50mm poskytují posun ~13mm.

• ZnSe hranoly (n=2,402) s L=50mm poskytují posuv ~19mm.

Zakázkové hranoly mohou být navrženy se specifickými délkami pro dosažení požadovaného posunutí – například 100 mm dlouhý hranol BK7 poskytuje posunutí ~ 20 mm.

Otázka: Mohou pracovat s vysoce výkonnými lasery?

Odpověď: Ano, pokud jsou vyrobeny z tepelně odolných materiálů a potaženy povlaky s vysokým prahem poškození (HDT). safírové nebo silikonové hranoly: Pro použití s ​​vysokým výkonem jsou preferovány

• Safírové hranoly zvládají výkon kontinuálního (CW) laseru až do 1 kW/cm² ve viditelné oblasti díky jejich vysoké tepelné vodivosti (46 W/m·K) a nízké absorpci.

• Silikonové hranoly zvládnou až 5kW/cm² v rozsahu NIR (1-6μm), díky čemuž jsou vhodné pro vláknové lasery (1064nm) nebo CO₂ lasery (10,6μm, ačkoli pro CO₂ je preferován ZnSe).

Povlaky HDT AR (dielektrické povlaky místo kovových povlaků) se používají k zabránění poškození povlaku – tyto povlaky mají prahové hodnoty poškození >10 kW/cm² pro CW lasery a >1J/cm² pro pulzní lasery. Pro aplikace s ultra vysokým výkonem (např. průmyslové lasery s výkonem 10 kW+) mohou být hranoly chlazeny vodou, aby se teplo rozptýlilo.

Otázka: Zavádějí kosodélníkové hranoly změny polarizace?

A: Změny polarizace jsou minimální, ale závisí na stavu polarizace dopadajícího světla a materiálu hranolu. P-polarizované světlo (polarizované rovnoběžně s rovinou dopadu) si udržuje svůj polarizační stav lépe než S-polarizované světlo, s polarizační rotací <1° pro hranoly BK7. S-polarizované světlo se může otočit až o 3°, primárně kvůli dvojlomu (vlastnost, kdy se světlo rozděluje na dvě polarizace) v materiálu hranolu. Pro aplikace citlivé na polarizaci (např. polarizační mikroskopie) doporučujeme:

• Použití P-polarizovaného světla pro minimalizaci rotace.

• Specifikace hranolů vyrobených z materiálů s nízkým dvojlomem (např. tavený oxid křemičitý, který má dvojlom <1nm/cm).