[ Ocean Insight ] 准直透鏡及其重要性
[ Ocean Insight ] 准直透鏡及其重要性
文章來源:https://www.oceaninsight.com/blog/why-collimating-lenses-are-so-important/
作者:Rob Morris
宏惠光電是Ocean Insight 代理商
准直透鏡
准直透鏡是彎曲光學透鏡，可以使進入光譜儀裝置的光線平行。這些鏡頭允許用戶控制其設置的視野、收集效率和空間分辨率，並配置採樣的照明和收集角度。
圖 1. 使用准直透鏡，用戶可以將進入樣品或光譜儀的光的視場 (FOV) 控制在接近 0° 到 45° 的範圍內。
簡而言之，准直可確保光線彼此平行傳播，並且不會向不需要的方向分散（圖 1）。
提供單准直透鏡和消色差准直透鏡選項，您可以選擇波長范圍和焦距。
光譜學裝置中的准直透鏡
海洋光學准直透鏡可用於自由空間光學器件，其中光能從開放光束和表面收集並引導至光譜儀，或者可以連接到光纖（圖 2）或集成到採樣配件中。大多數鏡頭都有一個用於SMA 905 連接器的螺紋內筒。內鏡筒相對鏡頭固定件滑動以調節焦距；固定螺絲固定槍管。
圖 2. 將准直透鏡擰到 SMA 905 端接光纖的末端。左側的透鏡 (84-UV-25) 最適合在露天遠距離准直光線的應用。
對於某些技術，准直光必須進入樣品，穿過樣品，然後傳輸到另一側的光譜儀。比色皿支架和其他固定裝置（圖 3）是此類准直透鏡配置的示例。在這些情況下，准直透鏡連接到從光源到光纖以及從光纖到光譜儀的光纖。
圖 3. 在此設置中，連接到光纖的准直透鏡位於固體玻璃樣品的側面。
准直透鏡 – 常見問題解答
以下是有關准直鏡頭的一些常見問題：
如何確定設置的光斑尺寸和焦距？
對於點源，可以假設近准直，因此光束將是透鏡的“通光”孔徑。如果光纖連接到透鏡上，則可以根據光纖的高度計算發散角。此信息允許您計算遠距離的光斑尺寸。
Tan(Theta) = (光纖高度)/(焦距)
焦距 = 光纖高度 = (1/2)*纖芯直徑
Theta = 發散角
如何確定單鏡頭系統的發散？
使用單個透鏡聚焦的光束的發散度 (a) 為 tan(a) = d/f，其中 f 是透鏡的焦距，d 是孔徑或光纖直徑。我們的標準（74 系列）准直透鏡的焦距為 10 毫米，直徑為 5 毫米。
Ocean Insight 提供的光纖的 FOV 是多少？
我們的光纖的 FOV 約為 25°。准直透鏡可調節，允許用戶建立從接近全准直 (~0°) 到~45° 的 FOV 角度。
為什麼要使用消色差准直透鏡？
像我們的74-ACR這樣的消色差雙合透鏡包含兩個透鏡，可大大減少色差。結果是採樣設置具有一致的視場，其中消除了由最佳視場之外的波長引起的光譜“污染”。包括絕對輻照度在內的應用可能會從消色差透鏡的使用中獲益最多。
海洋光學准直透鏡使用什麼透鏡材料？
標準74-VIS 鏡頭為 BK7 玻璃，消色差74-ACR 鏡頭為 BaF10 和 FD10 熔融石英。所有其他准直透鏡均使用 Dynasil 或 Suprasil 熔融石英。鏡筒由陽極氧化鋁製成。