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哈特曼傳感器微透鏡

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產(chǎn)品簡介

哈特曼傳感器微透鏡主要用于波前探測,通過計(jì)算散亂光斑與理想位置的偏移量獲得波面畸變信息,從而重構(gòu)出波前信息。海納光學(xué)提供高質(zhì)量的塑料微透鏡陣列,該塑料微透鏡陣列是球面微透鏡陣列,球形微透鏡非常適合用于哈特曼波前傳感器。另外,海納光學(xué)還提供多種非球面微透鏡和塑料微透鏡陣列,包括衍射型微透鏡陣列,隨機(jī)微透鏡陣列,柱面微透鏡陣列。以上的微透鏡陣列被廣泛應(yīng)用于激光聚焦,光束整形和勻化,波前傳感,CCD成像......

詳細(xì)介紹

應(yīng)用于哈特曼傳感器的面微透鏡陣列


      哈特曼波前傳感器主要由微透鏡陣列和高速CCD構(gòu)成,波前經(jīng)過微透鏡陣列聚焦到CCD焦面上,經(jīng)過質(zhì)心計(jì)算及波前重構(gòu)算法可以得到探測波面。

入射波前到達(dá)微透鏡陣列后進(jìn)行光線分束,在微透鏡焦平面上形成光斑陣列,若入射波面含有波前畸變,則焦面CCD上得到的光斑將偏離理想位置,形成不規(guī)則的光斑陣列,這些散亂光斑與理想位置的偏離量包含了波面的畸變信息,通過計(jì)算這些散亂光斑的質(zhì)心位置偏離理想位置的大小并運(yùn)用波前重構(gòu)算法可將入射波前重構(gòu)出來。

海納光學(xué)專業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量球面型塑料微透鏡陣列,可以應(yīng)用于CCD成像,其主要是用于哈特曼波前傳感器。哈特曼波前傳感器的基本思想是把一個(gè)待測區(qū)域內(nèi)完整波前劃分為很多小區(qū)域疊加的形式,通過使用密布的微透鏡陣列對波前來實(shí)現(xiàn)劃分,入射波前經(jīng)過微透鏡陣列后在微透鏡陣列的焦平面上匯聚于一系列焦點(diǎn)上,位于焦平面上的CCD能夠捕獲光波前通過每一個(gè)微透鏡后匯聚點(diǎn)所在的位置,畸變的波前經(jīng)過微透鏡陣列后,其匯聚點(diǎn)相對于理想平面波垂直入射微透鏡陣列所形成的匯聚點(diǎn)(微透鏡的焦點(diǎn))之間會產(chǎn)生一個(gè)偏移量。通過計(jì)算每個(gè)光波匯聚點(diǎn)的質(zhì)心相對于微透鏡焦點(diǎn)在焦平面上的偏移量,可以計(jì)算各子波面的平均法線斜率。


四邊形微透鏡陣列和六邊形微透鏡陣列:


塑料折射型微透鏡陣列的基本參數(shù):

-焦距一致性:±10%

-子單元最小尺寸0.01mm,尺寸2mm

-加工尺寸150 x 150mm

-微透鏡間隙:<0.3μm,可以做到0.1μm

-耐溫性:塑料基底80℃至100℃,石英貼膜塑料基底200

-矢高:400μm

-表面粗糙度:10nm,可以做到1nm

-基底厚度:塑料基底0.51mm,石英貼膜塑料基底1.52mm

-填充因子:≥98%

-排列方式:四邊形,六邊形,隨機(jī)排列


-基底材料:PETUV固化膠,可以在UV固化膠底部添加石英貼膜

-微透鏡材料:PETUV固化膠



塑料折射型微透鏡陣列的特點(diǎn):

-工作波段寬,從紫外波段到近紅外波段

-雜散光小

-集成度高

-單元尺寸小

-傳輸損耗小

-質(zhì)量輕

-可加工成正透鏡和負(fù)透鏡


海納光學(xué)同時(shí)提供塑料型衍射微透鏡陣列,微透鏡陣列中每一個(gè)微透鏡子單元使用的是菲涅耳透鏡,菲涅耳透鏡的原理是基于菲涅耳波帶片的近場衍射。將菲涅耳波帶片中的環(huán)帶制作成相應(yīng)的位相結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)光束的聚焦,具有很高的衍射效率。

衍射微透鏡與傳統(tǒng)的折射透鏡一樣, 也有聚光和成像的作用, 由于它體積小、質(zhì)量輕、集成度高、易于復(fù)制而被廣泛地應(yīng)用于紅外光電探測器、圖像識別和處理、光通訊、激光醫(yī)學(xué)及空間光學(xué)等許多領(lǐng)域。

通過注塑成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度的塑料衍射微透鏡陣列,在光學(xué)傳感,紅外探測等方面有廣泛應(yīng)用。塑料型衍射微透鏡陣列聚焦性好,光斑直徑小,可以有效減少光斑間的串?dāng)_。光斑串?dāng)_:微透鏡的焦斑能量主要集中在光斑范圍內(nèi),當(dāng)光斑直徑小于微透鏡列陣周期時(shí),光斑之間可看作無串?dāng)_。隨著光斑的增大,光斑斑之間將明顯交疊,即發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象,這將導(dǎo)致光斑與周圍環(huán)境對比度降低,甚至導(dǎo)致光斑不能分辨。

由于連續(xù)面型衍射微透鏡難以加工,人們常用多臺階結(jié)構(gòu)來近似連續(xù)面型結(jié)構(gòu),當(dāng)環(huán)帶數(shù)較大時(shí),越靠近微透鏡邊緣處臺階寬度越小,達(dá)到微米甚至納米量級,產(chǎn)生亞波長結(jié)構(gòu),此時(shí),作為分析手段的標(biāo)準(zhǔn)衍射理論的假設(shè)和近似不再成立,需要采用嚴(yán)格的矢量衍射分析方法。

衍射微透鏡對于紅外成像光學(xué)系統(tǒng)具有特別適用性,因?yàn)榧t外光的長波長,相應(yīng)衍射結(jié)構(gòu)最小特征尺寸比可見光系統(tǒng)要大,加工相對容易,對表面粗糙度要求更低。衍射微透鏡的缺點(diǎn)是其非連續(xù)表面輪廓所引起的雜散光較多,降低了能量利用效率。


塑料型衍射微透鏡陣列的特點(diǎn):

-聚焦性好,光斑小

-衍射效率高

-厚度小

-重量輕

-容易復(fù)制

-雜散光多

-能量利用效率低


塑料折射型和衍射型微透鏡陣列的應(yīng)用:

-激光聚焦

-光束整形

-波前較正

-照明光源

-光學(xué)數(shù)據(jù)處理


海納光學(xué)專業(yè)生產(chǎn)隨機(jī)微透鏡陣列,隨機(jī)微透鏡陣列的微透鏡子單元幾何中心偏離光軸隨機(jī)分布,呈現(xiàn)非周期狀態(tài),即幾何中心相對于光軸存在不同的中心離軸量,該離軸量在一定取值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生,達(dá)到一個(gè)非周期的目的。隨機(jī)微透鏡陣列的邊界和空間分布任意,且每個(gè)微透鏡的曲率半徑,圓錐常數(shù),和非球面系數(shù)均為變量,這些變量是數(shù)學(xué)上表示垂直剖面的所有垂直函數(shù),符合允許范圍內(nèi)呈現(xiàn)一定值概率的概率分布函數(shù)。


隨機(jī)微透鏡陣列的特點(diǎn):

-空間分布隨機(jī)

-曲率半徑為變量

-邊界任意


隨機(jī)微透鏡陣列的應(yīng)用:

-光束勻化

-抑制散斑

-TOF鏡頭


隨機(jī)微透鏡陣列應(yīng)用于光束勻化:


隨機(jī)微透鏡陣列:


隨機(jī)微透鏡陣列可以應(yīng)用于TOFTime of Flight,飛行時(shí)間)技術(shù)中,TOF是一種深度信息測量方案,主要由紅外光投射器和接收模組構(gòu)成。投射器向外投射紅外光,紅外光遇到被測物體后反射,并被接收模組接收,通過記錄紅外光從發(fā)射到被接收的時(shí)間,計(jì)算出被照物體深度信息,并完成3D建模。TOF已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在測繪、物流、無人駕駛等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,方案成熟。其中TOF鏡頭所使用的光學(xué)透鏡為隨機(jī)微透鏡陣列,用于匯聚反射光線,在光學(xué)傳感器上成像。


柱面微透鏡陣列由小柱面鏡沿一維方向排列組成。它在將入射光擴(kuò)展為線性的同時(shí),也使光源能量沿?cái)U(kuò)展方向均勻化。主要應(yīng)用于光學(xué)檢測和激光加工中。


柱面微透鏡陣列:


柱面微透鏡陣列的基本參數(shù):


-基底材料:PETUV固化膠,可以在UV固化膠底部添加石英貼膜

-微透鏡材料:PETUV固化膠


-波長范圍:紫外到近紅外光

-排列方式:一維排列

-透鏡間距:10μm~1000μm

-間距誤差:0.2μm

-填充因子:≥98%


柱面微透鏡陣列的應(yīng)用:

-勻化和擴(kuò)展各種光源

-產(chǎn)生非高斯型線性模式用于焊、鉆或激光燒蝕應(yīng)用

-快速軸平行光









關(guān)鍵詞:傳感器

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