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Im Gegensatz zu Porro-Prismen (die Bilder invertieren, aber keine kontinuierliche Drehung liefern) oder Dachprismen (die komplexere Multi-Reflexions-Designs erfordern) bieten Taubenprismen eine kontinuierliche Drehung, die proportional zu ihrer Winkelverschiebung: Drehung des Prismas durch θ ° führt, führt zu einer 2 & thgr; ° -Bild-Rotation. Diese dynamische Steuerung macht sie in Anwendungen von unschätzbarem Wert, die eine Echtzeitorientierungsanpassung erfordern, wie z. B. Mikroskopie- oder Überwachungssysteme. Ihr kompaktes einteiliges Design (keine geklebten Schnittstellen) beseitigt die Komplexität der Ausrichtung und reduziert den Lichtverlust (Übertragungseffizienz> 95%), wodurch eine zuverlässige Leistung bei räumlich begrenzten Setups gewährleistet ist.
• Materialien : Hergestellt aus Schott BK7 (ein Kronglas mit ausgezeichnetem Sachlichtübertragung, ideal für allgemeine Bildgebungsanwendungen), Hoya Fused Silica (High UV und NIR-Getriebe, geeignet für Systeme auf Laserbasis) und Saphirie (Aluminium-Oxid). BK7 ist kostengünstig für die Verwendung von sichtbarem Bereich (400-700 nm), während Fused Silica die Leistung auf 185-2100 nm (UV an NIR) erweitert. Saphir, obwohl teurer, ist ideal für harte Umgebungen (z. B. Industriesensoren, die Staub oder Vibration ausgesetzt sind)
• Kritische Toleranzen : Erreicht eine Winkeltoleranz <2 Bogensekunden (um eine präzise Rotation von 180 ° ohne Bildneigung sicherzustellen) und PV <1/10 λ (gemessen bei 632,8 Nm). Diese Toleranzen sind für die Minimierung der Bildverzerrung von entscheidender Bedeutung - selbst eine Winkelabweichung von 5 Bogensekunden kann eine Neigung von 0,1 ° im gedrehten Bild verursachen, was bei Präzisionsanwendungen wie der Halbleiter -Wafer -Inspektion nicht akzeptabel ist.
• Oberflächenspezifikationen : Oberflächenqualität 20-10 (Standardqualität, für die meisten Bildgebungssysteme geeignet) mit optionalen geschwärzten Kanten (eine matte schwarze Beschichtung, die auf nichtoptische Oberflächen angewendet wird). Geschwärzte Kanten unterdrücken interne Reflexionen (streunendes Licht <0,5%), die ansonsten Geisterbilder verursachen würden - schwache Duplikate des Hauptbildes, das die Klarheit beeinträchtigt. Bei hochempfindlichen Anwendungen (z. B. Mikroskopie mit geringer Lichtversorgung) steht ein 10-5-Oberflächenqualitätsgrad zur Verfügung, um die Streuung weiter zu reduzieren.
• Größenbereich : Standardabmessungen von 5 mm bis 100 mm (5-mm-Modelle für miniaturisierte Geräte wie Smartphone-Mikroskope, 100-mm-Modelle für Largeformat-Bildgebungssysteme wie Industriekameras) mit benutzerdefinierten Größen von bis zu 300 mm (für Luft- und Raumfahrtanwendungen wie Satellitenbasis). Alle Modelle verfügen über einen verkürzten Apex (die obere Ecke des rechten Winkel-Prismas), wodurch die Gesamthöhe des Prismas um 30-50% im Vergleich zu einem vollständigen rechtwinkligen Prisma reduziert wird und Platz in kompakten Systemen spart.
• Umgebungsstabilität : Resistent gegen die thermische Expansion, mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) von <7 × 10 ° C/° C für BK7 und <0,5 × 10 ° C/° C für verschmolzene Kieselsäure. Diese Stabilität sorgt für die Leistung in Umgebungen von -40 ° C bis 80 ° C -für Überwachungskameras im Freien (Temperaturschwankungen ausgesetzt) oder Industriesensoren (in der Nähe von Heiz- oder Kühlgeräten verwendet). Saphirmodelle bieten eine noch größere Stabilität und standardten Temperaturen von bis zu 1000 ° C.
Dove -Prismen übertreffen in präzise optischen Systemen:
• Biotechnologie : Rotierende Proben in der Fluoreszenzmikroskopie (z. B. Bildgebungszellen) und Zellsortierungssysteme (in der Durchflusszytometrie verwendet) ohne die Lichtquelle neu positionieren. In der Durchflusszytometrie ermöglicht es Forschern, das Bild von Zellpopulationen zu drehen, um Zellen aus mehreren Winkeln anzusehen, wodurch der Nachweis seltener Zelltypen (z. B. Krebszellen in Blutproben) verbessert wird. Bei der Fluoreszenzmikroskopie eliminiert Bildrotation die Notwendigkeit, die Probe physisch zu bewegen, wodurch das Risiko einer Beschädigung empfindlicher Zellen verringert wird.
• Verteidigung : Aktivierung der Bildstabilisierung in Überwachungskameras (auf Drohnen oder Militärfahrzeugen) und Targeting-Systemen (z. B., mit Panzer montierter Laser-Entfernungsfinder). Wenn sich die Kamera oder die Entfernungsmesser aufgrund von Vibrationen bewegt, dreht sich das Taubenprisma, um der Bewegung entgegenzuwirken, und hält das Bild mit dem Ziel ausgerichtet. Diese Stabilisierung verbessert die Zielverfolgungsgenauigkeit um bis zu 40% in Hochvibrationsumgebungen.
• Instrumentierung : Korrekturorientierung in Spektrometern (z. B. Raman -Spektrometer, in denen gestreute Lichtbilder invertiert werden können) und Interferometer (zur Präzisionslängenmessung verwendet). In Interferometern stellt die Bildrotation sicher, dass Interferenzränder (die zur Messung der Abstand verwendeten Lichtmuster) mit dem Detektor ausgerichtet sind, wodurch die Messgenauigkeit auf innerhalb von 1 nm verbessert wird.
• Unterhaltung : Anpassung von Projektionswinkeln in Laserdisplays (z. B. Holographic Prognoctions) und 3D -Mapping -Projektoren (verwendet in Themenparkattraktionen). Bei der 3D -Mapping ermöglicht das Drehen des projizierten Bildes eine nahtlose Ausrichtung mehrerer Projektoren, wodurch eine einzelne, einheitliche 3D -Karte großer Räume (z. B. eine Museumshalle) erstellt wird. Laseranzeigen verwenden Dove -Prismen, um Lasermuster zu drehen und dynamische visuelle Effekte wie Spinnlogos oder bewegliche Text zu erzeugen.
F: Wie hängt der Rotationswinkel auf die Prismbewegung zusammen?
A: Die Beziehung ist linear und vorhersehbar: Das Drehen des Prismas um θ ° führt zu einer 2θ ° -Bild -Drehung . Dieser Verdoppelungseffekt ergibt sich aus der einzelnen internen Reflexion innerhalb des Prismas - das Licht tritt in das Prisma ein, spiegelt die Hypotenuse -Oberfläche wider und gibt die Ausgänge, wobei die Reflexion effektiv 'die Rotation des Prismas verdoppelt'. Das Drehen des Prisms um 30 ° im Uhrzeigersinn dreht das Bild um 60 ° im Uhrzeigersinn. Diese vorhersehbare Beziehung ermöglicht eine präzise Kontrolle über die Orientierung und macht Dove-Prismen ideal für Anwendungen, bei denen eine Echtzeitanpassung erforderlich ist (z. B. ferngesteuerte Überwachungskameras).
F: Können Taubenprismen mit polarisiertem Licht arbeiten?
A: Ja, aber die Leistung hängt vom Polarisationszustand des einfallenden Lichts ab. P-polarisiertes Licht (polarisiertes parallel zur Inzidenzebene) minimiert Reflexionsverluste an den Eingangs- und Ausgangsflächen des Prismas-Reflexionsverluste sind typischerweise <1% für p-polarisiertes Licht im Winkel von Brewster. S-polarisiertes Licht (polarisiertes senkrecht zur Inzidenzebene) hat im Gegensatz dazu höhere Reflexionsverluste (bis zu 5%), was die Bildhelligkeit verringern kann. Für polarisierte Lichtanwendungen (z. B. polarisierende Mikroskopie) empfehlen wir, Prismen mit Anti-reflektierenden Beschichtungen zu spezifizieren, die für den Polarisationszustand optimiert sind, oder die Verwendung von p-polarisiertem Licht, um den Durchsatz zu maximieren.
F: Was verursacht Bildverzerrung?
A: Bildverzerrung in Taubenprismen ergibt sich hauptsächlich aus zwei Faktoren: Off-Axis-Licht und Oberflächenunregelmäßigkeiten. Off-Axis-Licht (Lichtstrahlen, die in einem Winkel zur optischen Achse in das Prisma gelangen) erleiden unterschiedliche Pfadlängen durch das Prisma, was zu Vergrößerungsunterschieden über das Bild (Keystone-Verzerrung) führt. Die Aufrechterhaltung <5 ° Feldwinkel (der Winkel zwischen der optischen Achse und den äußersten Lichtstrahlen) mildert dieses Problem. Oberflächenunregelmäßigkeiten (z. B. Kratzer oder ungleichmäßige Flachheit) können ebenfalls durch Streulicht zu Verzerrungen führen. Die Verwendung von Prismen mit 10-5 Oberflächenqualität und AR-Beschichtungen reduziert diesen Effekt weiter. In hochpräzisen Anwendungen (z. B. Halbleiterinspektion) empfehlen wir kollimierte Lichtquellen (die parallele Strahlen produzieren), um die Verzerrung der Offaxis zu minimieren.
