OPTICS应用案例系列
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32+86 (0755) 2967 5435 • 爱特蒙特光学 (深圳) 有限公司柱面透镜是 X 轴和 Y 轴上半径不同的一种透镜,因此透镜的形状为圆柱形或半圆柱形,而且只有单一光轴有图像放大倍率. 柱面透镜 通常用作激光线发生器,或用来调节图像高度大小或在成像系统中校正像散.创建激光线发生器当将柱面透镜作为激光线发生器时,计算有效焦距(EFL)非常重要。要做到这一点,首先用给定的工作距离 (L)(单位为厘米)和所需线长 (x) 计算扇形角 (θ):扇形角也可以用来确定给定工作距离的线长:然后,可以使用输入光束半径 (d/2) 和以下公式计算 EFL:产生圆形光束通常, 激光二极管会发射椭圆形光束,这些光束可能不适用于需要准直及圆形光斑作为光源的应用。使用两个柱面透镜将椭圆形光束转换成圆形光束是一种常见方法 - 第一个透镜可放大激光二极管的短轴,而第二个透镜则可使光束准直。透镜的弯曲表面和激光二极管的短轴方向保持一致,这样才可放大短轴. 例如,要将长轴为 4.0mm 和短轴为 1.0mm 的椭圆形光束转换成直径为 4.0mm 的圆形光束,则必须将短轴放大 4 倍。用第二个透镜的焦距 (f2) 除以第一个透镜的焦距 (f1),可以计算出两个透镜设置的放大倍数 (Mag).达到所需放大倍数的一种方法是使用直径 25mm x - 25mm 的 EFL PCV 柱面透镜 (#46-196)搭配直径 25mm x 100mm 的 EFL PCX 柱面透镜(#46-018).另外,也可以选择使用两个 PCX 柱面透镜,但是需添加额外系统长度。柱面透镜也能减少光束发散,提高光束的准直性,因此成为长距离投影应用的理想选择。使用柱面透镜时的注意事项大多数情况下,柱面透镜是圆柱形玻璃的一部分,其中柱面透镜的圆柱面是经过精密处理的(弯曲)光学表面。典型的柱面透镜具有一个柱面和一个平面,增加了制造和测试的灵活性。与球面透镜非常相似,圆柱面受表面精度的影响,在精抛光后会进行进一步的处理。表面精度由表面不规则度和表面质量决定,这两种规格与球面透镜相同。而与球面透镜不同的是,由于柱面透镜拥有独特的几何结构,因此还具有其他的规格,包括准线和母线(图1)。这些轴线用于定义平面之间的角度。这些规格要具体问题具体分析。以下规格需根据目标应用进行具体分析:准线楔角(偏心)当准线不垂直于透镜的厚度时,会产生准线楔角。类似于球面光学件中的球面偏心,准线楔角是实际光轴的位移。如柱面透镜存在准线楔角,则系统中可能会产生以下机械误差和光学像差,包括:• 焦平面两端的线厚不均匀• 准线上的光束偏差图 1: 平凸的圆柱面透镜图 2: 平凸的矩形柱面透镜图 3: 平凸的长圆形柱面透镜柱面透镜是什么?CTETHBFLEFLDia.Rectangular StyleCircular StyleCircular And Rectangular Cylinder LensesORL(3)= (EFL) tan()2d()2θ(4)Mag = f1f2(1)θ = 2 tan-1()2Lχ(2)χ = 2L tan()2θ图 4: 创建激光线发生器的方程式 1—2 图片Laser Diode ModuleLine GeneratorLxθθ2EdgeThicknessEdgeThicknessPower AxisPower AxisDisplacement图 5: 计算有效焦距的方程3图片d22= EFL x tanθddEFLP"θθ22图 6: 柱面透镜的母线和准线。图 7: 柱面透镜的准线。Plano AxisPlano AxisPower AxisPower AxisPlano AxisPlano AxisPower AxisPower AxisRectangular Cylinder LensCircular Cylinder Lens

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