מנסרות יונה

סקירה כללית של מוצרים

בניגוד לפריזמות פורו (אשר הופכות תמונות אך אינן מספקות סיבוב רציף) או מנסרות גג (הדורשות עיצובים מורכבים יותר של הרפיה), פריזמות יונה מציעות סיבוב רציף פרופורציונלי לעקירה הזוויתית שלהם: סיבוב הפריזמה על ידי θ ° מביא לסיבוב תמונת 2 θ °. בקרה דינאמית זו הופכת אותם לא יסולא בפז ביישומים הדורשים התאמת אוריינטציה בזמן אמת, כגון מערכות מיקרוסקופיה או מעקב. העיצוב הקומפקטי, הקשה היחידה שלהם (ללא ממשקים מודבקים) מבטל את מורכבות היישור ומפחית את אובדן האור (יעילות ההעברה> 95%), ומבטיח ביצועים אמינים בהגדרות מוגבלות בחלל.

תכונות מוצר

• חומרים : מיוצרים מ- Schott BK7 (זכוכית כתר עם העברת תאורה מעולה, אידיאלית ליישומי הדמיה כללית), הויה התמזגה סיליקה (העברת UV ו- NIR גבוהה, המתאימה למערכות מבוססות לייזר), וספייר (תחמוצת אלומיניום, הידועה בקשיחות קיצונית-קשיות של MOHS 9-עמידות גבוהה-טמפרטורה). BK7 הוא חסכוני לשימוש בטווח הגלוי (400-700 ננומטר), ואילו סיליקה התמזגה מרחיבה את הביצועים ל- 185-2100 ננומטר (UV ל- NIR). ספיר, אם כי יקר יותר, אידיאלי לסביבות קשות (למשל, חיישנים תעשייתיים שנחשפים לאבק או לרטט) 

• סובלנות קריטית : משיג סובלנות זוויתית <2 קשתות שנייה (מבטיחה סיבוב מדויק של 180 מעלות ללא הטיה של תמונה) ושטחות PV <1/10λ (נמדד במהירות 632.8 ננומטר). סובלנות זו קריטית למזעור עיוות התמונה - אפילו סטייה זוויתית של 5 ארציות עלולה לגרום להטיה של 0.1 מעלות בתמונה המסתובבת, דבר שאינו מקובל ביישומים מדויקים כמו בדיקת רקיק מוליכים למחצה.

• מפרטי שטח : איכות פני השטח 20-10 (כיתה סטנדרטית, מתאימה לרוב מערכות ההדמיה) עם קצוות מושחרים אופציונליים (ציפוי שחור מט המופעל על משטחים שאינם אופטיים). הקצוות המושחרים מדכאים השתקפויות פנימיות (אור תועה <0.5%) שאחרת יגרמו לתמונות רפאים - כפילויות מצוינות של הדימוי העיקרי שמשפיל את הבהירות. ליישומי רגישות גבוהה (למשל, מיקרוסקופיה באור נמוך), ניתן להשיג ציון איכות משטח של 10-5 כדי להפחית עוד יותר את הפיזור.

• טווח גודל : מידות סטנדרטיות בין 5 מ'מ ל 100 מ'מ (דגמי 5 מ'מ למכשירים מיניאטוריים כמו מיקרוסקופים של סמארטפון, דגמי 100 מ'מ למערכות הדמיה בפורמט גדול כמו מצלמות תעשייתיות) בגדלים בהתאמה אישית של עד 300 מ'מ (ליישומי אווירה כמו הדמיה על בסיס לוויין). כל הדגמים כוללים איפקס קטום (הפינה העליונה של הפריזמה הזווית הימנית), מה שמקטין את הגובה הכולל של הפריזמה ב -30-50% בהשוואה לפריזמה מלאה בזווית ימנית, וחוסך מקום במערכות קומפקטיות.

• יציבות סביבתית : עמידה בפני התרחבות תרמית, עם מקדם התפשטות תרמית (CTE) של <7 × 10⁻⁶/° C עבור BK7 ו <0.5 × 10⁻⁶/° C עבור סיליקה התמזגה. יציבות זו מבטיחה ביצועים בסביבות -40 מעלות צלזיוס עד 80 מעלות צלזיוס -קריטית למצלמות מעקב חיצוניות (חשופות לתנודות טמפרטורה) או חיישנים תעשייתיים (המשמשים ליד ציוד חימום או קירור). דגמי ספיר מציעים יציבות גדולה עוד יותר, העומדת בפני טמפרטורות של עד 1000 מעלות צלזיוס.

יישומים

מנסרות יונה מצטיינים במערכות אופטיות מדויקות:

• ביוטכנולוגיה : סיבוב דגימות במיקרוסקופיית פלואורסצנציה (למשל, תאים חיים הדמיה) ומערכות מיון תאים (המשמשות בציטומטריה זרימה) מבלי למקם מחדש את מקור האור. בציטומטריה זרימה, סיבוב הדימוי של אוכלוסיות התאים מאפשר לחוקרים לראות תאים מזוויות מרובות, ולשפר את איתור סוגי התאים הנדירים (למשל, תאי סרטן בדגימות דם). במיקרוסקופיית הקרינה, סיבוב התמונה מבטל את הצורך להזיז את הדגימה פיזית, תוך הפחתת הסיכון לפגיעה בתאים עדינים.

• הגנה : הפעלת ייצוב תמונות במצלמות מעקב (המותקנות על מל'טים או רכבים צבאיים) ומערכות מיקוד (למשל, מדדי לייזר רכובים על טנקים). כאשר המצלמה או מד טווח נעות בגלל הרטט, פריזמת היונה מסתובבת כדי לנטרל את התנועה, תוך שמירה על התמונה מיושרת עם היעד. ייצוב זה משפר את דיוק המעקב אחר היעד בעד 40% בסביבות עם כיבוי גבוה.

• מכשיר : תיקון כיוון בספקטרומטרים (למשל, ספקטרומטרים ראמניים, בהם ניתן להפוך תמונות אור מפוזרות) ואינטרפרומטרים (המשמשים למדידת אורך דיוק). באינטרפרומטרים, סיבוב תמונה מבטיח כי שולי הפרעות (דפוסי האור המשמשים למדידת המרחק) מיושרים עם הגלאי, ומשפרים את דיוק המדידה עד 1 ננומטר.

• בידור : התאמת זוויות הקרנה בתצוגות לייזר (למשל, תחזיות הולוגרפיות תלת -ממדיות) ומקרני מיפוי תלת מימד (המשמשים באטרקציות בפארק השעשועים). במיפוי תלת מימד, סיבוב התמונה המוקרנת מאפשר יישור חלק של מקרנים מרובים, ויוצר מפת תלת מימד יחידה ומאוחדת של חללים גדולים (למשל, אולם מוזיאון). תצוגות לייזר משתמשות בפריזמות יונה כדי לסובב דפוסי לייזר, ליצור אפקטים חזותיים דינאמיים כמו לוגו מסתובב או טקסט העברה.

שאלות נפוצות

ש: כיצד זווית הסיבוב קשורה לתנועת פריזמה?

ת: הקשר ליניארי וצפוי: סיבוב הפריזמה על ידי θ ° מביא לסיבוב תמונה של 2θ ° . השפעה הכפלה זו נובעת מההשתקפות הפנימית היחידה בתוך הפריזמה - האור נכנס לפריזמה, משקף את משטח ההיפוטוזה ויוצא, כאשר ההשתקפות ביעילות 'מכפילה ' את סיבוב הפריזמה. לדוגמה, סיבוב הפריזמה 30 ° בכיוון השעון יסובב את התמונה 60 ° בכיוון השעון. מערכת יחסים צפויה זו מאפשרת שליטה מדויקת על התמצאות, מה שהופך את פריזמות היונה לאידיאליות ליישומים בהם יש צורך בהתאמה בזמן אמת (למשל, מצלמות פיקוח בשליטה מרחוק).

ש: האם פריזמות יונבות יכולות לעבוד עם אור מקוטב?

ת: כן, אבל הביצועים תלויים במצב הקיטוב של אור האירוע. אור p-polarized P (מקוטב במקביל למישור השכיחות) ממזער את הפסדי ההשתקפות במשטחי הקלט והתפוקה של הפריזמה-הפסדי ההשתלמות הם בדרך כלל <1% עבור אור מקוטב P בזווית של ברוסטר. לעומת זאת, אור (מקוטב (מקוטב בניצב למישור השכיחות)) יש הפסדי השתקפות גבוהים יותר (עד 5%), מה שיכול להפחית את בהירות התמונה. ליישומי אור מקוטבים (למשל, מיקרוסקופיה מקוטבת), אנו ממליצים לציין מנסרות עם ציפויים אנטי-רפלקטיביים המותאמים למצב הקיטוב, או להשתמש באור מקוטב P כדי למקסם את התפוקה.

ש: מה גורם לעיוות תמונה?

ת: עיוות תמונה בפריזמות יונה נובע בעיקר משני גורמים: אור מחוץ לציר וחריגות פני השטח. אור מחוץ לציר (קרני אור שנכנסות לפריזמה בזווית לציר האופטי) חווים אורכי נתיב שונים דרך הפריזמה, מה שמוביל להבדלי הגדלה על פני התמונה (עיוות אבן המפתח). שמירה על זוויות שדה של <5 ° (הזווית בין הציר האופטי לקרני האור החיצוניות ביותר) מקלה על סוגיה זו. חריגות פני השטח (למשל, שריטות או שטוח לא אחיד) יכולות גם לגרום לעיוות על ידי פיזור אור; השימוש בפריזמות עם איכות פני השטח של 10-5 וציפוי AR מפחית עוד יותר את האפקט הזה. ביישומים בעלי דיוק גבוה (למשל, בדיקת מוליכים למחצה), אנו ממליצים על מקורות אור מקובלים (המייצרים קרניים מקבילות) כדי למזער את העיוות מחוץ לציר.