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Les prismes de dispersion sont des chevaux de travail optiques qui séparent la lumière blanche (ou la lumière laser polychromatique) dans ses longueurs d'onde constituantes par réfraction contrôlée - un processus activé par l'indice de réfraction dépendant de la longueur d'onde des matériaux optiques (dispersion). Contrairement aux réseaux de diffraction, qui produisent de multiples ordres spectraux qui se chevauchent (conduisant à des interférences de lumière et de signal parasites), ces prismes génèrent une seule sortie spectrale propre et propre, ce qui les rend idéales pour les applications nécessitant une pureté spectrale élevée. Nos prismes de dispersion sont conçus en utilisant des matériaux à haute dispersion (par exemple, des lunettes de silex) pour maximiser la dispersion angulaire - l'angle entre deux longueurs d'onde (par exemple, 400 nm violet et 700 nm rouge) - avec des configurations optimisées pour l'angle minimum de déviation. À cet angle, la lumière se rend parallèle à la base du prisme, minimisant la perte de lumière (réduisant les pertes de transmission à <2%) et garantissant une séparation spectrale cohérente à travers l'ouverture claire du prisme.
• Diversité des matériaux : Disponible dans Schott SF11 (un verre de silex avec dispersion exceptionnelle, numéro ABBE ~ 36 - Far inférieure à celle des lunettes de la couronne comme BK7, qui ont un nombre ABBE ~ 65, ce qui est idéal pour la spectroscopie visible), F2 (un autre verre de silex avec un silica fusée légèrement. 185 nm) et Caf₂ (fluorure de calcium, un matériau cristallin avec transmission IR supérieure). Chaque matériau cible des gammes spectrales spécifiques: SF11 et F2 pour 400-700 nm, silice fusionnée pour 185-2100 nm et CAF₂ pour 200 nm-8000 nm.
• Plage dimensionnelle : tailles de 10 mm à 50 mm (modèles standard, parfaits pour les spectromètres portables et les instruments à l'échelle du laboratoire) avec des options personnalisées jusqu'à 300 mm (pour les systèmes de grand format comme les spectromètres astronomiques utilisés dans les observatoires). Tous les modèles maintiennent ± 0,25 mm de tolérance de longueur, de largeur et de hauteur, garantissant la compatibilité avec des supports optiques standard.
• Qualité optique : possède la qualité de surface 20-10 (grade standard, adapté à la plupart des applications de spectroscopie) et une distorsion du front d'onde <λ / 4 (silice fusionnée, critique pour les applications UV où les erreurs du front d'onde dégradent la résolution spectrale) ou <λ / 10 (CAF₂, idéal pour la spectroscopie IR à haute précision). Ces spécifications minimisent la dispersion de la lumière (lumière parasite <0,1% de l'intensité des incidents) et assurent des lignes spectrales nettes et bien définies.
• Couverture de la longueur d'onde : les modèles de silice fusionnés fonctionnent de 185 nm à 2100 nm (couvrant les gammes UV, visibles et NIR, ce qui les rend polyvalentes pour la surveillance environnementale et l'analyse des matériaux), tandis que CAF₂ s'étend dans les longueurs d'onde infrarouge jusqu'à 8000 nm (utilisées dans la spectroscopie moléculaire), où les alonomètres moyens sont les modes de vibration moléculaire)).
• Options de revêtement : les revêtements anti-réfléchissants (AR) adaptés à des plages spectrales spécifiques réduisent les réflexions de surface à <0,5% par surface. Par exemple, les revêtements AR améliorés par UV sur les prismes de silice fondue minimisent les pertes dans la plage de 185 à 400 nm, tandis que les revêtements optimisés IR sur les prismes CAF₂ améliorent la transmission dans la plage 2000-8000 nm. Ces revêtements sont également résistants aux rayures (répondant aux normes MIL-C-675C), garantissant la durabilité dans des environnements de laboratoire à usage fréquent.
Ces prismes sont fondamentaux dans:
• Spectroscopie : permettant une analyse chimique dans la recherche sur la combustion (mesurer les émissions de polluants à partir de brûleurs industriels) et la surveillance environnementale (systèmes de surveillance des émissions continues, CEMS, qui suivent les niveaux So₂, NOx et Co₂ dans l'échappement de la centrale électrique). Dans les CEM, la dispersion des prismes sépare les lignes d'absorption des gaz cibles, permettant des mesures de concentration précises avec des limites de détection aussi faibles que 1 ppm.
• Systèmes laser : séparation des harmoniques dans les lasers ultrafast (par exemple, des lasers Sapphire qui produisent 800 nm de lumière fondamentale et 400 nm harmonique) et compenser la dispersion de la vitesse de groupe (GVD) - un phénomène où différentes longueurs d'onde se déplacent à différentes vitesses dans les matériaux optiques. En dispersant et en re-combinant les longueurs d'onde, les prismes garantissent des impulsions ultra-rapides (échelle féminine) maintiennent leur forme, critique pour des applications comme la micro -achining au laser.
• Instrumentation : alimentation étalonnage de la longueur d'onde dans les caméras de reconnaissance automatique des plaques numériques (ANPR) (assurant une détection de couleur cohérente pour la lecture de la plaque d'immatriculation) et des détecteurs de rayonnement UV (utilisés dans les tests d'écran solaire pour mesurer l'intensité UVB et UVA). Dans les détecteurs UV, les prismes séparent les longueurs d'onde UV, permettant une mesure précise de l'intensité de chaque plage.
• Éducation et recherche : démontrant la dispersion de la lumière dans les laboratoires de physique (par exemple, l'expérience de prisme classique de Newton, où la lumière blanche se divise en spectre arc-en-ciel) et les études d'optique quantique progressives (par exemple, manipulant des photons uniques de longueurs d'onde spécifiques pour l'informatique quantique). Dans la recherche quantique, les prismes à haute dispersion permettent un filtrage précis de longueur d'onde, une étape clé dans la génération de paires de photons enchevêtrés.
Q: Comment le choix des matériaux affecte-t-il la dispersion?
R: Le choix du matériau détermine directement la dispersion, quantifiée par le nombre ABBE (nombres ABBE inférieurs = dispersion plus élevée). Des lunettes de silex comme SF11 (nombre d'abbe ~ 36) offrent une dispersion significativement plus élevée que les verres de la couronne comme BK7 (nombre ABBE ~ 65). Cela rend les verres à silex préférés pour la spectroscopie à portée visible, où une séparation spectrale nette est nécessaire pour distinguer les longueurs d'onde étroitement espacées (par exemple, 589,0 nm et 589,6 nm, les deux lines D de sodium). Les lunettes de la couronne, en revanche, sont meilleures pour les applications où une faible dispersion est souhaitée (par exemple, les systèmes d'imagerie).
Q: Les prismes de dispersion peuvent-ils remplacer les réseaux de diffraction?
R: Oui, dans les applications où la lumière parasite et la pureté spectrale sont essentielles. Les réseaux de diffraction produisent plusieurs ordres spectraux (par exemple, le premier, le deuxième et le troisième ordre), qui peuvent se chevaucher et provoquer une interférence du signal - par exemple, dans la spectroscopie Raman, où les signaux Raman faibles peuvent être masqués par des réflexions de réseau d'ordre supérieur. Les prismes, cependant, génèrent un seul ordre spectral, éliminant ce problème. Les prismes ont également des seuils de dégâts plus élevés que les réseaux (qui ont de délicates surfaces gravées), ce qui les rend adaptées aux lasers de haute puissance (par exemple, 100W + lasers industriels) où les réductions pourraient se dégrader.
Q: Quel est l'avantage des prismes CAF₂?
R: Le fluorure de calcium (CAF₂) offre deux avantages clés: la transmission supérieure dans les gammes UV et IR, et faible biréfringence (effets de polarisation minimaux). Dans la gamme UV (200-400 nm), CAF₂ transmet> 90% de la lumière, tandis que la silice fusionnée transmet ~ 80% à 200 nm. Dans la gamme IR (2000-8000 nm), CAF₂ évite les bandes d'absorption qui limitent d'autres matériaux (par exemple, la silice fondue absorbe fortement au-dessus de 2100 nm). Ces propriétés rendent le café idéal pour l'inspection des semi-conducteurs (détection des défauts basés sur les UV sur les tranches de silicium) et l'imagerie thermique (mesure de la température basée sur IR dans les processus industriels).
