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El uso de lentes cilíndricas

La lente cilíndrica se puede utilizar en una sola convergencia axial o divergencia del rayo y se encuentra en mediciones ópticas, escaneo láser, espectroscopia, conformación del rayo de salida del diodo láser, imágenes microscópicas de rayos X, y muchas otras industrias y campos tienen un amplio rango de aplicaciones.


Convierta la fuente de luz cuasi directa en la fuente de luz de la línea

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


Es la aplicación más extensa de lentes cilíndricas. Como se muestra en la figura a continuación, la fuente de luz cuasi directa con radio r0 se irradia a una lente cilíndrica cóncava con una distancia focal de -f (La imagen es para ilustrar el principio más claramente, así que amplifique el radio del haz). El rayo divergerá en la mitad theta (theta = r0 / f). En este punto, también se puede aproximar como la divergencia de la fuente puntual en el punto focal -f. La distancia a la parte posterior de la lente es z. El ancho del haz lineal es 2r0 (ignorando la divergencia del punto del haz distribuido por Gauss), pero la longitud del haz lineal se cambia

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

Cuando z es mayor que f, la relación de expansión se aproxima a z / f, y la longitud de la línea es proporcional a z.



application of cylindrical lens



Si es necesario en la z, el ancho es una fuente de luz de línea muy estrecha, puede ser en el plano frontal cóncavo de la lente cilíndrica o en el extremo posterior de una lente plana cilíndrica convexa plana para z, con el plano ortogonal cóncavo cilíndrico lugar de lente, para comprimir el ancho del haz

【Inicio rápido】 El enfoque y la alineación de la luz

El diodo emite un haz de colimación

El haz de salida del diodo láser diverge en forma asimétrica, y su trabajo cuasi directo es más desafiante. por ejemplo, al ángulo de divergencia theta. Theta 1 x 2 = 10 ° x 40 ° fuente de luz de diodo, si solo utiliza la lente esférica estándar, y solo en una sola dirección al colimar, ocurrirá otra divergencia de dirección o convergencia. Usando una lente cilíndrica que el problema se descompone en dos direcciones unidimensionales, mediante la combinación de dos lentes cilíndricas ortogonales, se pueden colimar dos direcciones al mismo tiempo.




La selección de la lente cilíndrica y la instalación de la carretera ligera deben seguir las siguientes reglas:

θ1 / θ2 = 10 ° / 40 ° = f1 / f2


1) Para hacer el punto simétrico después del ajuste, la relación de longitud focal de las dos lentes cilíndricas es equivalente al ángulo de divergencia.

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


2) El diodo láser se puede aproximar como una fuente puntual, para obtener la salida de colimación. El espacio entre los dos cilindros y la fuente de luz es igual a la distancia focal de los dos.


3) El espacio entre los planos principales de los dos cilindros debe ser igual a la diferencia entre la distancia focal de f2-f1, y el espacio real entre las dos lentes es igual a BFL2 - BFL1. Al igual que la lente esférica, el lado convexo de un espejo cilíndrico debe dirigirse hacia un haz cuasi-directo para minimizar al máximo posible.

d1 = 2f1 (tan (θ2 / 2))

d2 = 2f2 (tan (θ1 / 2))


4) Debido a que el haz de salida del diodo láser diverge más rápido, debemos tener cuidado de confirmar que el tamaño del punto en cada cilindro no sea mayor que la abertura de luz efectiva de la lente. Debido a que la distancia del cilindro es igual a su distancia focal, se debe seguir el ancho máximo de cada cilindro.

D1 = 2f1 (theta 2/2)

D2 es igual a 2f2, la tangente de theta una mitad.


Por ejemplo, Newport CKX012 (f1 = 12,7 mm, BFL1 = 7,49 mm) y CKX050 (f2 = 50,2 mm, BFL2 = 46,03 mm) la combinación de la lente del cilindro, el espacio entre las dos lentes en el plano para BFL2 - BFL1 = 38,54 mm. El diámetro de la mancha en la primera lente cilíndrica es

D1 = 2 (12.7 mm) tan (20 °) = 9.2 mm

El diámetro de la mancha de luz en el segundo cilindro es

D2 = 2 (50.2 mm) tan (5 °) = 8.8 mm


Aunque todavía hay una pequeña asimetría, las simples combinaciones de estos dos lentes cilíndricos han mejorado enormemente la calidad de los haces.


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