Penta Prisms

Productoverzicht

Hun unieke ontwerp maakt gebruik van twee interne reflecties (bij 45 ° hoeken naar de invallende balk) om licht om te leiden, waardoor de afbuighoek stabiel blijft (± 0,1 °), zelfs als het prisma enigszins verkeerd is uitgelijnd. Deze uitlijningongevoeligheid maakt penta -prisma's onmisbaar in toepassingen waarbij het handhaven van beeldoriëntatie en stabiliteit van de straal van cruciaal belang is, zoals rangvinders (militair of onderzoek), optische metrologie (precisielengte -meting) en professionele fotografie (viewfinders).

Productfuncties

• Materiële uitmuntendheid : vervaardigd van Schott Optical Glass (BK7 voor zichtbare bereiktoepassingen, met> 92% transmissie bij 550 nm), silicium (voor NIR-toepassingen, 1,2-6 μm golflengtebereik, ideaal voor thermische beeldvorming) en germanium (voor mid-IR-toepassingen, 2-14 μm, geschikt voor gasdetectie). Elk materiaal wordt geselecteerd voor zijn spectrale compatibiliteit: BK7 voor camera's en afstandsmiddelen, silicium voor industriële thermische sensoren en Germanium voor Aerospace IR -systemen. Alle materialen ondergaan strikte kwaliteitscontrole, met brekingsindexuniformiteit <5 × 10⁻⁶ om consistente bundelafbuiging te garanderen.

• Precisie -engineering : hoektolerantie <2 arcseconden garandeert consistente 90 ° afbuiging over het heldere diafragma van het prisma (het gebied waardoor licht voorbijgaat). Deze tolerantie is van cruciaal belang voor toepassingen zoals laserafstandvinders, waarbij een 1-arcsecondeafwijking in afbuighoek een fout van 1 meter kan veroorzaken bij afstandsmeting bij 1 km bereik. De twee reflectieoppervlakken van het prisma zijn gepolijst naar een parallellisme van <1 arcseconde, waardoor de twee interne reflecties samenwerken om een ​​precieze beurt van 90 ° te produceren.

• Optische prestaties : oppervlaktekwaliteit 10-5 (superieur aan standaard 20-10 graad) minimaliseert de lichtverstrooiing (verdwaalde licht <0,05%), terwijl vlakheid PV <1/10λ (bij 632,8 nm) zorgt voor de bundel die wordt gecollimeerd (parallel) na afbuiging. Collimatie is essentieel voor metrologietoepassingen - geaccolleerde balken zouden uitbreiden of convergeren, wat leidt tot meetfouten. Voor krachtige lasertoepassingen (bijv. 100W+ industriële lasers) kunnen prisma's worden gefabriceerd met warmtebestendige materialen zoals Sapphire, die een thermische geleidbaarheid 10 x hoger heeft dan BK7.

• Coatingopties : spiegelcoatings (aluminium, zilver of goud) op de twee reflectieoppervlakken verbeteren de duurzaamheid en reflectiviteit. Aluminium coatings bieden> 85% reflectiviteit over 400-700 nm (ideaal voor zichtbare toepassingen), zilveren coatings bieden> 95% reflectiviteit (maar vereisen een beschermende overjas om aanbelasting te voorkomen) en goudcoatings bieden> 98% reflectiviteit in het IR-bereik (1-14 μm). AR -coatings op de input- en uitgangsvlakken verminderen reflectieverliezen tot <0,5% per oppervlak, waardoor het maximale bundelvermogen wordt behouden.

• Robuuste constructie : de vijfzijdige geometrie zorgt voor mechanische stabiliteit, met een laag zwaartepunt dat bestand is tegen fooien in optische mounts. Prisma's worden vaak gehuisvest in geanodiseerde aluminium- of roestvrijstalen houders (met schokabsorberende pakkingen) om te beschermen tegen trillingen-kritisch voor ruimtevaartsystemen (bijv. Missile Guidance Lasers) of industriële scansystemen (blootgesteld aan machinetrillingen). De behuizing voorkomt ook stofophoping op optische oppervlakken, wat de prestaties in de loop van de tijd zou afbreken.

Toepassingen

Penta -prisma's zijn van cruciaal belang in:

• Defensie en ruimtevaart : targeting-systemen (bijv. Straaljager-laser targeting pods), raketgids (IR-geleide raketten die warmte-handtekeningen volgen) en bewakingscamera's (drone gemonteerde camera's met hoge resolutie). Bij het richten van pods buigt Penta Prisms de laserstraal 90 ° af van de sensor van de pod naar het doel, waardoor beeldoriëntatie wordt gehandhaafd, zodat de piloot het doelwit ziet zoals het in de echte ruimte verschijnt. Missile Guidance Systems gebruiken Germanium Penta Prisms om IR -stralen te sturen, zodat de raket het doel volgt, zelfs als de raket zelf roteert.

• Engineering : laserscansystemen voor dimensionale inspectie (bijv. Automotive carrosseriepaneelmeting) en kwaliteitscontrole (halfgeleiderafdelingdetectie). Bij de inspectie van de auto gebruikt een laserscanner een penta -prisma om de laserstraal 90 ° over het oppervlak van het paneel af te buigen, waardoor een 2D -scan van de vorm van het paneel ontstaat. De stabiliteit van het prisma zorgt ervoor dat de scan consistent is, met meetfouten <0,1 mm - kritisch voor het waarborgen van de juiste carrosseriepanelen.

• Fotografie : Viewfinders in professionele single-lens reflex (SLR) camera's en middelgrote camera's. In tegenstelling tot de juiste hoekprisma's, die de afbeelding omkeren (aanvullende optica vereist om te corrigeren), buigen Penta Prisms het licht 90 ° af zonder inversie, dus de fotograaf ziet de scène zoals het lijkt. Deze directe oriëntatie is essentieel voor precieze samenstelling, vooral in portret- of landschapsfotografie.

• Instrumentatie : kalibreren van optische banken (gebruikt in laboratoriumonderzoek om lasers en detectoren uit te lijnen) en het uitlijnen van precisie -meetinstrumenten (bijv. Interferometers voor lengtekalibratie). Bij optische bankkalibratie wordt een penta -prisma gebruikt om een ​​referentie van 90 ° bundelpad in te stellen, waartegen andere componenten (bijv. Mirrors, lenzen) worden uitgelijnd. De uitlijningsgevoeligheid van het prisma zorgt ervoor dat het referentiepad stabiel blijft, zelfs als de bank enigszins wordt verstoord.

FAQ

Vraag: Hoe beïnvloedt de temperatuur de prestaties?

A: Temperatuur beïnvloedt penta -prisma's voornamelijk door thermische expansie, die de afmetingen en brekingsindex van het prisma kunnen veranderen. Materialen met lage thermische expansie zoals gesmolten silica (CTE <0,5 × 10⁻⁶/° C) minimaliseren dit effect, waardoor <0,1 arcseconde/° C -drift in afbuighoek wordt gewaarborgd. Standaard BK7-glas heeft daarentegen een hogere CTE (7 × 10⁻⁶/° C), wat leidt tot ~ 0,5 arcseconden/° C-drift-acceptabel voor toepassingen voor kamertemperatuur maar niet voor extreme omgevingen. Voor toepassingen op hoge temperatuur (bijv. Engine Bay-sensoren) bieden saffierprisma's (CTE <5 × 10⁻⁷/° C) een nog grotere stabiliteit, met drift <0,01 arcseconden/° C.

Vraag: Kunnen penta-prisma's worden gebruikt met krachtige lasers?

A: Ja, wanneer gefabriceerd uit warmtebestendige materialen en gecoat met high-damage-drempel (HDT) coatings. Sapphire- of siliciumprisma 's hebben de voorkeur voor krachtige gebruik: Sapphire kan bestand zijn tegen continu-golf (CW) laserbevoegdheden tot 1 kW/cm², terwijl silicium tot 5 kW/cm⊃2 behandelt; in het NIR -bereik. De spiegelcoatings moeten ook HDT zijn - bijvoorbeeld diëlektrische spiegelcoatings (in plaats van metalen coatings) hebben HDT's> 10 kW/cm² voor CW Lasers. In gepulseerde lasertoepassingen (bijv. Femtoseconde -lasers) wordt de schadedrempel van het prisma bepaald door pulsenergie; Gesmolten silica -prisma's kunnen pulsenergieën verwerken tot 1J/cm² zonder schade.