dichtbij
Kies uw site
Globaal
Sociale media
Dispergerende prisma's zijn optische werkpaarden die wit licht (of polychromatisch laserlicht) scheiden in de samenstellende golflengten door middel van gecontroleerde breking - een proces dat mogelijk wordt gemaakt door de golflengte-afhankelijke brekingsindex van optische materialen (dispersie). In tegenstelling tot diffractieroosters, die meerdere overlappende spectrale orden produceren (wat leidt tot strooilicht en signaalinterferentie), genereren deze prisma's een enkele, zuivere spectrale output, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen die een hoge spectrale zuiverheid vereisen. Onze dispergerende prisma's zijn ontworpen met behulp van materialen met een hoge dispersie (bijvoorbeeld vuursteenglas) om de hoekspreiding te maximaliseren (de hoek tussen twee golflengten (bijvoorbeeld 400 nm violet en 700 nm rood)) met configuraties die zijn geoptimaliseerd voor de minimale afwijkingshoek. Onder deze hoek beweegt het licht zich evenwijdig aan de prismabasis, waardoor het lichtverlies wordt geminimaliseerd (waardoor de transmissieverliezen worden teruggebracht tot <2%) en een consistente spectrale scheiding over de heldere opening van het prisma wordt gegarandeerd.
• Materiaaldiversiteit : Verkrijgbaar in Schott SF11 (een flintglas met uitzonderlijke dispersie, Abbe-nummer ~36 – veel lager dan kroonglazen zoals BK7, die Abbe-nummers ~65 hebben – waardoor het ideaal is voor zichtbare spectroscopie), F2 (een ander flintglas met iets lagere dispersie dan SF11, geschikt voor kostengevoelige toepassingen), gesmolten silica (hoge UV-transmissie, ideaal voor UV-spectroscopie tot 185 nm) en CaF₂ (calciumfluoride, een kristallijn materiaal met superieure IR-transmissie). Elk materiaal richt zich op specifieke spectrale bereiken: SF11 en F2 voor 400-700 nm, gesmolten silica voor 185-2100 nm en CaF₂ voor 200 nm-8000 nm.
• Afmetingsbereik : maten van 10 mm tot 50 mm (standaardmodellen, perfect voor draagbare spectrometers en instrumenten op laboratoriumschaal) met aangepaste opties tot 300 mm (voor grootformaatsystemen zoals astronomische spectrometers die in observatoria worden gebruikt). Alle modellen behouden een tolerantie van ±0,25 mm in lengte, breedte en hoogte, waardoor compatibiliteit met standaard optische houders wordt gegarandeerd.
• Optische kwaliteit : biedt een oppervlaktekwaliteit van 20-10 (standaardkwaliteit, geschikt voor de meeste spectroscopietoepassingen) en golffrontvervorming <λ/4 (gefuseerd silica, cruciaal voor UV-toepassingen waarbij golffrontfouten de spectrale resolutie verminderen) of <λ/10 (CaF₂, ideaal voor zeer nauwkeurige IR-spectroscopie). Deze specificaties minimaliseren de lichtverstrooiing (strooilicht <0,1% van de invallende intensiteit) en zorgen voor scherpe, goed gedefinieerde spectraallijnen.
• Golflengtedekking : modellen van gesmolten silica werken van 185 nm tot 2100 nm (bestrijken UV-, zichtbaar en NIR-bereiken, waardoor ze veelzijdig zijn voor omgevingsmonitoring en materiaalanalyse), terwijl CaF₂ zich uitstrekt tot in het midden-infrarood tot 8000 nm (gebruikt in moleculaire spectroscopie, waar midden-IR-golflengten overeenkomen met moleculaire trillingsmodi)
• Coatingopties : Antireflecterende (AR) coatings die zijn afgestemd op specifieke spectrale bereiken verminderen oppervlaktereflecties tot <0,5% per oppervlak. UV-verbeterde AR-coatings op prisma's van gesmolten silica minimaliseren bijvoorbeeld verliezen in het bereik van 185-400 nm, terwijl IR-geoptimaliseerde coatings op CaF₂-prisma's de transmissie in het bereik van 2000-8000 nm verbeteren. Deze coatings zijn ook krasbestendig (voldoen aan de MIL-C-675C-normen), waardoor duurzaamheid wordt gegarandeerd in laboratoriumomgevingen die vaak worden gebruikt.
Deze prisma's zijn fundamenteel in:
• Spectroscopie : het mogelijk maken van chemische analyses bij verbrandingsonderzoek (het meten van verontreinigende emissies van industriële branders) en milieumonitoring (Continuous Emission Monitoring Systems, CEMS, die de SO₂-, NOx- en CO₂-niveaus in de uitlaatgassen van elektriciteitscentrales volgen). In CEMS scheiden verspreidende prisma's de absorptielijnen van doelgassen, waardoor nauwkeurige concentratiemetingen mogelijk zijn met detectielimieten zo laag als 1 ppm.
• Lasersystemen : het scheiden van harmonischen in ultrasnelle lasers (bijvoorbeeld Ti:saffierlasers die 800 nm fundamenteel licht en 400 nm tweede harmonische produceren) en compenseren voor groepssnelheidsdispersie (GVD) – een fenomeen waarbij verschillende golflengten zich met verschillende snelheden in optische materialen voortbewegen. Door golflengten te verspreiden en opnieuw te combineren, zorgen prisma's ervoor dat ultrasnelle pulsen (op femtosecondeschaal) hun vorm behouden, wat cruciaal is voor toepassingen zoals lasermicrobewerking.
• Instrumentatie : het aandrijven van golflengtekalibratie in camera's met automatische nummerplaatherkenning (ANPR) (waarborging van consistente kleurdetectie voor het lezen van kentekenplaten) en UV-stralingsdetectoren (gebruikt bij het testen van zonnebrandcrème om de UVB- en UVA-intensiteit te meten). Bij UV-detectoren scheiden prisma's UV-golflengten, waardoor een nauwkeurige meting van de intensiteit van elk bereik mogelijk is.
• Onderwijs en onderzoek : het aantonen van lichtverstrooiing in natuurkundige laboratoria (bijvoorbeeld het klassieke prisma-experiment van Newton, waarbij wit licht zich splitst in een regenboogspectrum) en het bevorderen van kwantumoptische studies (bijvoorbeeld het manipuleren van afzonderlijke fotonen met specifieke golflengten voor kwantumcomputers). In kwantumonderzoek maken prisma's met hoge dispersie nauwkeurige golflengtefiltering mogelijk, een belangrijke stap in het genereren van verstrengelde fotonparen.
Vraag: Hoe beïnvloedt de materiaalkeuze de verspreiding?
A: De materiaalkeuze bepaalt rechtstreeks de spreiding, gekwantificeerd door het Abbe-getal (lagere Abbe-getallen = hogere spreiding). Vuursteenglazen zoals SF11 (Abbe-nummer ~36) zorgen voor een aanzienlijk hogere spreiding dan kroonglazen zoals BK7 (Abbe-nummer ~65). Dit maakt dat vuursteenglazen de voorkeur verdienen voor spectroscopie in het zichtbare bereik, waarbij scherpe spectrale scheiding nodig is om dicht bij elkaar gelegen golflengten te onderscheiden (bijvoorbeeld 589,0 nm en 589,6 nm, de twee natrium-D-lijnen). Kroonglazen zijn daarentegen beter voor toepassingen waarbij een lage dispersie gewenst is (bijvoorbeeld beeldvormingssystemen).
Vraag: Kunnen verspreidende prisma's diffractieroosters vervangen?
A: Ja, in toepassingen waar strooilicht en spectrale zuiverheid van cruciaal belang zijn. Diffractieroosters produceren meerdere spectrale orden (bijvoorbeeld de eerste, tweede en derde orde), die elkaar kunnen overlappen en signaalinterferentie kunnen veroorzaken, bijvoorbeeld bij Raman-spectroscopie, waar zwakke Raman-signalen kunnen worden gemaskeerd door roosterreflecties van hogere orde. Prisma's genereren echter één enkele spectrale orde, waardoor dit probleem wordt geëlimineerd. Prisma's hebben ook hogere schadedrempels dan roosters (die delicate geëtste oppervlakken hebben), waardoor ze geschikt zijn voor lasers met hoog vermogen (bijvoorbeeld industriële lasers van meer dan 100 W) waarbij roosters kunnen verslechteren.
Vraag: Wat is het voordeel van CaF₂-prisma's?
A: Calciumfluoride (CaF₂) biedt twee belangrijke voordelen: superieure transmissie in UV- en IR-bereiken en lage dubbele breking (minimale polarisatie-effecten). In het UV-bereik (200-400 nm) laat CaF₂ >90% van het licht door, terwijl gesmolten silica ~80% doorlaat bij 200 nm. In het IR-bereik (2000-8000 nm) vermijdt CaF₂ de absorptiebanden die andere materialen beperken (bijvoorbeeld gesmolten silica absorbeert sterk boven 2100 nm). Deze eigenschappen maken CaF₂ ideaal voor halfgeleiderinspectie (UV-gebaseerde defectdetectie op siliciumwafels) en thermische beeldvorming (IR-gebaseerde temperatuurmeting in industriële processen).
