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Die Verwendung von Zylinderlinsen

Zylindrische Linsen können in einer einzigen axialen Konvergenz oder Divergenz des Strahls verwendet werden und finden sich in der optischen Messung, Laserabtastung, Spektroskopie, Laserdioden-Ausgangsstrahlformung, der röntgenlichtmikroskopischen Bildgebung und vielen anderen Branchen und Bereichen von Anwendungen.


Verwandeln Sie die quasi-direkte Lichtquelle in die Linienlichtquelle

L = 2(r0/f)(z+f)


Es ist die umfangreichste Anwendung von Zylinderlinsen. Wie in der Abbildung unten gezeigt, wird die quasi-direkte Lichtquelle mit Radius r0 in eine konkave Zylinderlinse mit einer Brennweite von -f(Das Bild soll das Prinzip deutlicher veranschaulichen, also Strahlradius vergrößern). Der Strahl divergiert in halbem Theta (Theta = r0 / f). Sie kann an dieser Stelle auch als Divergenz der Punktquelle im Brennpunkt -f angenähert werden. Der Abstand zur Linsenrückseite beträgt z. Die Breite des Linienstrahls beträgt 2r0 (wobei die Divergenz des  Gauß-verteilten Strahlflecks ignoriert wird), aber die Länge des Linienstrahls wird geändert

L = 2 (r0 / f) (z + f)

Wenn z größer als f ist, nähert sich das Expansionsverhältnis z/f und die Länge der Linie ist proportional zu z.



Anwendung einer Zylinderlinse



Wenn Bedarf in der z erzeugt Breite ist sehr schmale Linie Lichtquelle, kann in der Ebene konkaven zylindrischen Linse vorderes Ende oder hinteres Ende einer flachen konvexen zylindrischen Linse Brennweite für z sein, mit der orthogonalen Ebene konkaven zylindrischen Linse Platz, um die zu komprimieren Balkenbreite.

【 Schnellstart】 Der Fokus und die Ausrichtung des Lichts

Die Diode gibt einen Kollimationsstrahl aus

Der Ausgangsstrahl der Laserdiode divergiert in einer asymmetrischen Form, und seine quasi-direkte Arbeit ist anspruchsvoller. zum Beispiel zum Divergenzwinkel Theta. Theta 1 x 2 = 10 ° x 40 ° Diodenlichtquelle, wenn nur die standardmäßige sphärische Linse verwendet wird , und nur in einer einzigen Richtung beim Kollimieren, kommt es zu einer Divergenz oder Konvergenz in einer anderen Richtung. Unter Verwendung einer Zylinderlinse, die das Problem in zwei eindimensionale Richtungen zerlegt, können durch die Kombination zweier orthogonaler Zylinderlinsen zwei Richtungen gleichzeitig kollimiert werden.




Die Auswahl der Zylinderlinse und die Installation der Lichtstraße sollte den folgenden Regeln folgen:

θ1/θ2 = 10°/40° = f1/f2


1) Um den Spot nach der Justierung symmetrisch zu machen, entspricht das Brennweitenverhältnis der beiden Zylinderlinsen dem Divergenzwinkel.

Theta 1 / Theta 2 = 10°/ 40° = f1 / f2


2) Die Laserdiode kann als Punktquelle angenähert werden, um die kollimierende Ausgabe zu erhalten. Der Abstand zwischen den beiden Zylindern und der Lichtquelle ist gleich der Brennweite der beiden.


3) Der Abstand zwischen den Hauptebenen der beiden Zylinder sollte gleich der Differenz zwischen der Brennweite von f2-f1 sein, und der tatsächliche Abstand zwischen den beiden Linsen ist gleich BFL2 - BFL1. Wie bei der sphärischen Linse sollte die konvexe Seite eines zylindrischen Spiegels auf einen quasi-direkten Strahl gerichtet sein, um so viel wie möglich zu minimieren.

d1 = 2f1(tan(θ2/2))

d2 = 2f2(tan(θ1/2))


4)Da der Ausgangsstrahl der Laserdiode schneller divergiert, müssen wir darauf achten, dass die Punktgröße auf jedem Zylinder nicht länger ist als die effektive Lichtöffnung der Linse. Da der Abstand des Zylinders gleich seiner Brennweite ist, sollte die maximale Punktbreite jedes Zylinders eingehalten werden

D1 = 2f1 (Theta 2/2)

D2 ist gleich 2f2, dem Tangens von Theta zur Hälfte.


Zum Beispiel Newport CKX012 (f1 = 12,7 mm, BFL1 = 7,49 mm) und CKX050 (f2 = 50,2 mm, BFL2 = 46,03 mm) die Kombination aus Zylinderlinse, der Abstand zwischen den beiden Linsen in der Ebene für BFL2 - BFL1 = 38,54 mm. Der Durchmesser des Flecks in der ersten zylindrischen Linse beträgt

D1 = 2 (12,7 mm) tan (20 °) = 9,2 mm

Der Durchmesser des Lichtflecks im zweiten Zylinder beträgt

D2 = 2 (50,2 mm) tan (5°) = 8,8 mm


Obwohl es immer noch eine kleine Asymmetrie gibt, haben die einfachen Kombinationen dieser beiden Zylinderlinsen die Qualität der Strahlen stark verbessert.


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