Homogeniserande stavar

Produktöversikt

Till skillnad från diffraktiva optiska element (gör) som förlitar sig på vågfrontmanipulation, använder homogeniserande stavar geometrisk optik-varje reflektion omfördelar ljusenergi över stångens tvärsnitt, vilket resulterar i en enhetlig intensitetsfördelning vid utgången. Thorlabs hexagonala ljusblandningsstänger, till exempel, är konstruerade med precisionspolerade interna ytor (60-40 rep-satsning) för att minimera lättförlust och maximera enhetlighet, vilket gör dem väsentliga för applikationer där konsekvent belysning inte är förhandlingsbar (t.ex. medicinsk avbildning, lasermaterialbehandling). Dessa stavar använder UV Fused Silica (UVFS) -substrat-väljs för deras höga transmission (> 90% vid 300 nm) och resistens mot laserskador-med valfri bredbands antireflektion (NM (NM (NM (NM (NM (NM (NM (NM ( NM (NMEL-RANGES, WALGELATICES, WALGELATICE .

Produktfunktioner

Exceptionell homogeniseringsprestanda : Konvertera icke-enhetliga ingångsstrålar till plattprofiler med minimal intensitetsvariation-vanligtvis <5% över utgångsytan (mätt vid 1/e⊃2; stråldiameter). Denna enhetlighetsnivå är avgörande för applikationer som lasersvetsning, där ojämn energifördelning skulle orsaka inkonsekvent ledstyrka.

Lågförlustbeläggningar : Bredbands-beläggningar appliceras på både ingångs- och utgångsytor, vilket ger <0,5% genomsnittlig reflektans per yta i det angivna våglängdsområdet (t.ex. 350-700 nm för synliga applikationer). Jämfört med obelagda stavar (som har ~ 4% reflektans per yta på grund av Fresnel-förluster) ökar belagda versioner den totala överföringseffektiviteten med 7-9%-en betydande förbättring för LED-system med låg effekt.

Hexagonal geometri : Optimerar TIR -effektivitet jämfört med runda eller fyrkantiga stavar. Det hexagonala tvärsnittet säkerställer att ljusstrålar reflekterar sex inre ytor (mot fyra för fyrkantiga stavar), vilket minskar 'heta fläckar ' och säkerställer mer konsekvent strålblandning. Till exempel producerar en 4 mm hexagonal stång en platt-top-profil med 20% bättre enhetlighet än en 4 mm kvadratstång av samma längd.

Precisionstillverkning : Tillverkad med ultra-täta dimensionella toleranser, inklusive ± 0,1 mm mitttjocklek (säkerställer en konsekvent strålbanans längd) och 60-40 skrap-dig-ytkvalitet (minimerar ljusspridning). Rodens längd-till-aperturförhållande (vanligtvis 6: 1 för standardmodeller) kalibreras noggrant för att balansera homogeniseringsprestanda och kompakthet.

Mångsidig storlek och anpassning : Finns i standardlängder (25,0 mm, 50,0 mm) och bländarstorlekar (4,0 mm, 6,0 mm), med anpassade alternativ för specialiserade system (t.ex. 10 mm öppningsstänger för högeffektiva lasrar). Anpassningar inkluderar också avfasade kanter (för att förhindra flisning under montering) och anti-reflektionsbeläggningar anpassade till specifika våglängder (t.ex. 405 nm för UV-lysdioder).

Ansökningar

LED -belysare : Förbättra enhetlighet i industriella belysningssystem (t.ex. inspektionslampor för tryckta kretskort) och visa bakgrundsbelysning (t.ex. LCD -skärmar i medicinska monitorer). Till exempel, vid PCB -inspektion, säkerställer homogeniserande stavar att lödfogarna är upplysta jämnt, vilket minskar risken för missade defekter (t.ex. kalllöd).

Medicinsk avbildning : Ge konsekvent belysning för endoskop (t.ex. laparoskopisk, bronkoskopisk) och fluorescensmikroskopi, där enhetligt ljus är väsentligt för exakt vävnadsvisualisering. I fluorescensmikroskopi säkerställer en homogeniserad stråle att alla regioner i ett vävnadsprov får samma excitationsintensitet, vilket förhindrar falska negativa resultat.

Lasermaterialbehandling : Säkerställa enhetlig energifördelning i lasersvetsning, skärning och markeringsapplikationer. Till exempel, i skärning av rostfritt stål, producerar en platt-strålprofil från en homogeniserande stång renare kanter (med <5 μm burrhöjd) jämfört med en gaussisk stråle (som skapar ojämn värmefördelning och större burrs).

Maskinvision : Förbättra inspektionsnoggrannheten i automatiserade system (t.ex., flaskdefektdetektering, halvledarskivskontroll) genom att tillhandahålla jämnt fördelad belysning över målytor. Vid flaskinspektion belyser enhetlig belysning subtila defekter som sprickor eller ojämna väggar som skulle döljas av en ojämn stråle.

OEM -integration : Anpassningsbar för införlivande i specialiserade optiska system, såsom flödescytometrar (där enhetlig laserbelysning säkerställer korrekt cellräkning) och 3D -skannrar (där konsekvent ljusintensitet förbättrar punktmolndensiteten). OEM -versioner inkluderar ofta monteringsflänsar eller justeringsmärken för enkel integration i produktionslinjer.

Vanliga frågor

Vad är det rekommenderade arbetsavståndet från stångutgången?

Ett arbetsavstånd på 3 mm är optimalt för att uppnå hela platt-strålprofilen vid utgångsytan. Utöver detta avstånd börjar strålen att avvika något (typisk divergensvinkel: 0,5 °), vilket minskar enhetligheten-vid 10 mm kan intensitetsvariationen öka till 10-15%. För applikationer som kräver ett längre arbetsavstånd (t.ex. storformatutskrift), koppla ihop stången med en kollimerande lins för att upprätthålla plattprofilintegritet.

Kan homogeniserande stavar hantera högeffektiva lasrar?

Ja, men prestanda beror på underlaget och beläggningen. UV Fused Silica (UVFS) -modeller-vanligt används för högeffekttapplikationer-support pulserade laserenergitätheter upp till 55 J/cm² (1 μs puls vid 980 nm) och kontinuerlig våg (CW) effektdensiteter upp till 6 W/cm² vid 980 nm. För högre effektnivåer (t.ex. 20 W CW-lasrar) kan du överväga stavar med värmeledningsfästen eller safirsubstrat (som har högre värmeledningsförmåga: 46 W/m · K kontra 1,4 W/m · K för UVF).

Hur påverkar AR -beläggningar prestanda?

AR-beläggningar minskar ytreflektionerna, vilket inte bara ökar överföringseffektiviteten utan minimerar också bakreflektioner som kan skada ljuskällan (t.ex. LED-chips eller laserdioder). Till exempel, i ett synligt system på 350-700 nm, överför en belagd stav ~ 92% av ingångsljuset, medan en obelagd stav överför ~ 85%. Dessutom minskar AR-beläggningar avstånd i systemet och förbättrar signal-brus-förhållandet i avbildningsapplikationer.

Vad orsakar output icke-enhetlighet, och hur kan det lösas?

Den primära orsaken till icke-enhetlighet är inmatningsstrålens feljustering utöver stångens kritiska vinkel (θc ≈ 14 ° för UVF). Om ingångsstrålen lutas av mer än ± 2 ° relativt stångens optiska axel, flyr vissa ljusstrålar genom stavens sidor (istället för att genomgå TIR), vilket skapar hotspots. För att lösa detta, använd precisionsmonteringshårdvara (t.ex. kinematiska fästen) för att anpassa strålen inom ± 0,5 ° i axeln. Andra orsaker inkluderar ytföroreningar (rena stavar som beskrivits tidigare) och stavskador (ersätt stavar med repor djupare än 1 um).