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A differenza dei prismi porro (che invertono le immagini ma non forniscono rotazione continua) o prismi del tetto (che richiedono progetti multi-riflessione più complessi), i prismi di colomba offrono una rotazione continua proporzionale al loro spostamento angolare: rotazione del prisma di θ ° risulta in una rotazione dell'immagine 2θ °. Questo controllo dinamico li rende preziosi nelle applicazioni che richiedono una regolazione dell'orientamento in tempo reale, come microscopia o sistemi di sorveglianza. Il loro design compatto e monopezzo (nessuna interfaccia incollata) elimina la complessità di allineamento e riduce la perdita di luce (efficienza di trasmissione> 95%), garantendo prestazioni affidabili nelle configurazioni limitate allo spazio.
• Materiali : fabbricato da Schott BK7 (un bicchiere a corona con eccellente trasmissione a luce visibile, ideale per applicazioni di imaging generale), silice fusa Hoya (trasmissione ad alta UV e NIR, adatta per i sistemi a base laser) e zaffiro (ossido di alluminio, noto per l'estrema durezza-durezza dei moh 9-e resistenza ad alta temperatura). BK7 è conveniente per l'uso a raggio visibile (400-700nm), mentre la silice fusa estende le prestazioni a 185-2100nm (da UV a NIR). Lo zaffiro, sebbene più costoso, è ideale per ambienti difficili (ad es. Sensori industriali esposti a polvere o vibrazione)
• Tolleranze critiche : raggiunge la tolleranza angolare <2 arcsecondi (garantendo una rotazione precisa di 180 ° senza inclinazione dell'immagine) e planness PV <1/10λ (misurato a 632,8 nm). Queste tolleranze sono fondamentali per ridurre al minimo la distorsione dell'immagine: anche una deviazione angolare di 5 arcsecondi può causare un'inclinazione di 0,1 ° nell'immagine ruotata, che è inaccettabile in applicazioni di precisione come l'ispezione del wafer di semiconduttore.
• Specifiche della superficie : qualità superficiale 20-10 (grado standard, adatto per la maggior parte dei sistemi di imaging) con bordi anneriti opzionali (un rivestimento nero opaco applicato a superfici non ottiche). I bordi anneriti sopprimono i riflessi interni (luce randagio <0,5%) che causerebbero altrimenti immagini di fantasmi: i duplicati dell'immagine principale che degradano la chiarezza. Per applicazioni ad alta sensibilità (ad es. Microscopia in condizioni di scarsa luminosità), è disponibile un grado di qualità superficiale di 10-5 per ridurre ulteriormente la dispersione.
• Intervallo di dimensioni : dimensioni standard da 5 mm a 100 mm (modelli da 5 mm per dispositivi miniaturizzati come microscopi per smartphone, modelli da 100 mm per sistemi di imaging di grande formato come fotocamere industriali) con dimensioni personalizzate fino a 300 mm (per applicazioni aerospaziali come l'imaging a base di satellite). Tutti i modelli presentano un apice troncato (l'angolo superiore del prisma ad angolo retto), che riduce l'altezza complessiva del prisma del 30-50% rispetto a un prisma ad angolo retto completo, risparmiando spazio nei sistemi compatti.
• Stabilità ambientale : resistente all'espansione termica, con un coefficiente di espansione termica (CTE) di <7 × 10⁻⁶/° C per BK7 e <0,5 × 10⁻⁶/° C per silice fusa. Questa stabilità garantisce prestazioni in ambienti da -40 ° C a 80 ° C, critici per le telecamere di sorveglianza esterna (esposte a fluttuazioni di temperatura) o sensori industriali (utilizzati vicino alle attrezzature di riscaldamento o di raffreddamento). I modelli di zaffiro offrono una stabilità ancora maggiore, resistendo a temperature fino a 1000 ° C.
PRISME DEVE Excel nei sistemi ottici di precisione:
• Biotecnologia : campioni rotanti nella microscopia a fluorescenza (EG, cellule viventi) e sistemi di smistamento delle cellule (utilizzati nella citometria a flusso) senza riposizionare la sorgente di luce. Nella citometria a flusso, la rotazione dell'immagine delle popolazioni cellulari consente ai ricercatori di visualizzare le cellule da angoli multipli, migliorando la rilevazione di tipi di cellule rari (ad es. Cellule tumorali nei campioni di sangue). Nella microscopia a fluorescenza, la rotazione dell'immagine elimina la necessità di spostare fisicamente il campione, riducendo il rischio di danneggiare le cellule delicate.
• Difesa : abilitazione della stabilizzazione dell'immagine nelle telecamere di sorveglianza (montata su droni o veicoli militari) e sistemi di targeting (ad es. Tannocchiati di laser montati su serbatoi). Quando la fotocamera o il telemetro si muove a causa delle vibrazioni, il prisma di colomba ruota per contrastare il movimento, mantenendo l'immagine allineata con il bersaglio. Questa stabilizzazione migliora l'accuratezza del monitoraggio del target fino al 40% in ambienti ad alta vibrazione.
• Strumentazione : correzione dell'orientamento negli spettrometri (ad es. Spettrometri Raman, in cui le immagini di luce sparsa possono essere invertite) e interferometri (utilizzati per la misurazione della lunghezza di precisione). Negli interferometri, la rotazione dell'immagine garantisce che le frange di interferenza (i motivi di luce utilizzati per misurare la distanza) siano allineati con il rivelatore, migliorando la precisione di misurazione entro 1 nm.
• Entertainment : regolare gli angoli di proiezione nei display laser (ad es. Proiezioni olografiche 3D) e proiettori di mappatura 3D (utilizzati nelle attrazioni del parco a tema). Nella mappatura 3D, la rotazione dell'immagine proiettata consente l'allineamento senza soluzione di continuità di più proiettori, creando una singola mappa 3D unificata di spazi di grandi dimensioni (ad esempio, una sala da museo). I visualizzazioni laser utilizzano prismi di colomba per ruotare i modelli laser, creando effetti visivi dinamici come loghi di rotazione o testo in movimento.
D: In che modo l'angolo di rotazione si collega al movimento del prisma?
A: La relazione è lineare e prevedibile: la rotazione del prisma di θ ° provoca una rotazione dell'immagine di 2θ ° . Questo effetto raddoppiato deriva dalla singola riflessione interna all'interno del prisma: la luce entra nel prisma, si riflette sulla superficie ipotenusa ed esce, con la riflessione efficace 'raddoppiando ' la rotazione del prisma. Ad esempio, la rotazione del prisma 30 ° in senso orario ruoterà l'immagine di 60 ° in senso orario. Questa relazione prevedibile consente un controllo preciso sull'orientamento, rendendo i prismi di colomba ideali per le applicazioni in cui è necessario un aggiustamento in tempo reale (ad esempio, telecamere di sorveglianza telecomandate).
D: I prismi di colomba possono funzionare con la luce polarizzata?
A: Sì, ma le prestazioni dipendono dallo stato di polarizzazione della luce incidente. La luce polarizzata a P (parallela polarizzata al piano di incidenza) riduce al minimo le perdite di riflessione sull'ingresso del prisma e le superfici di uscita: le perdite di riflessione sono in genere <1% per la luce polarizzata a P all'angolo di Brewster. La luce polarizzata a S (polarizzata perpendicolare al piano di incidenza), al contrario, ha perdite di riflessione più elevate (fino al 5%), che possono ridurre la luminosità dell'immagine. Per applicazioni di luce polarizzata (ad es. Microscopia polarizzante), ti consigliamo di specificare prismi con rivestimenti antiriflesso ottimizzati per lo stato di polarizzazione o usando la luce polarizzata a P per massimizzare la velocità.
D: Cosa causa la distorsione dell'immagine?
A: La distorsione dell'immagine nei prismi di colomba deriva principalmente da due fattori: luce off-asse e irregolarità superficiali. La luce fuori asse (raggi di luce che entrano nel prisma ad angolo rispetto all'asse ottico) sperimentano diverse lunghezze del percorso attraverso il prisma, portando a differenze di ingrandimento attraverso l'immagine (distorsione Keystone). Il mantenimento di <5 ° angoli di campo (l'angolo tra l'asse ottico e i raggi di luce più esterna) mitiga questo problema. Le irregolarità di superficie (ad es. Graffi o planarità irregolare) possono anche causare distorsioni sparpellando la luce; L'uso di prismi con 10-5 qualità superficiale e rivestimenti AR riduce ulteriormente questo effetto. In applicazioni ad alta precisione (ad es. Ispezione a semiconduttore), raccomandiamo fonti di luce collimate (che producono raggi paralleli) per ridurre al minimo la distorsione fuori asse.
