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哈特曼传感器微透镜

哈特曼传感器微透镜主要用于波前探测,通过计算散乱光斑与理想位置的偏移量获得波面畸变信息,从而重构出波前信息。海纳光学提供高质量的塑料微透镜阵列,该塑料微透镜阵列是球面微透镜阵列,球形微透镜非常适合用于哈特曼波前传感器。另外,海纳光学还提供多种非球面微透镜和塑料微透镜阵列,包括衍射型微透镜阵列,随机微透镜阵列,柱面微透镜阵列。以上的微透镜阵列被广泛应用于激光聚焦,光束整形和匀化,波前传感,CCD成像等方面。

所属品牌: 维尔克斯光电

负责人:邓工
联系电话:13691896712   电子邮箱:zhdeng@welloptics.cn

产品介绍

用于哈特曼传感器的面微透镜阵列


      哈特曼波前传感器主要由微透镜阵列和高速CCD构成,波前经过微透镜阵列聚焦到CCD焦面上,经过质心计算及波前重构算法可以得到探测波面。

入射波前到达微透镜阵列后进行光线分束,在微透镜焦平面上形成光斑阵列,若入射波面含有波前畸变,则焦面CCD上得到的光斑将偏离理想位置,形成不规则的光斑阵列,这些散乱光斑与理想位置的偏离量包含了波面的畸变信息,通过计算这些散乱光斑的质心位置偏离理想位置的大小并运用波前重构算法可将入射波前重构出来。

海纳光学专业生产高质量球面型塑料微透镜阵列,可以应用于CCD成像,其主要是用于哈特曼波前传感器。哈特曼波前传感器的基本思想是把一个待测区域内完整波前划分为很多小区域叠加的形式,通过使用密布的微透镜阵列对波前来实现划分,入射波前经过微透镜阵列后在微透镜阵列的焦平面上汇聚于一系列焦点上,位于焦平面上的CCD能够捕获光波前通过每一个微透镜后汇聚点所在的位置,畸变的波前经过微透镜阵列后,其汇聚点相对于理想平面波垂直入射微透镜阵列所形成的汇聚点(微透镜的焦点)之间会产生一个偏移量。通过计算每个光波汇聚点的质心相对于微透镜焦点在焦平面上的偏移量,可以计算各子波面的平均法线斜率。


四边形微透镜阵列和六边形微透镜阵列:


塑料折射型微透镜阵列的基本参数:

-焦距一致性:±10%

-子单元最小尺寸0.01mm,最大尺寸2mm

-最大加工尺寸150 x 150mm

-微透镜间隙:<0.3μm,最好可以做到0.1μm

-耐温性:塑料基底80℃至100℃,石英贴膜塑料基底200

-矢高:400μm

-表面粗糙度:10nm,最好可以做到1nm

-基底厚度:塑料基底0.51mm,石英贴膜塑料基底1.52mm

-填充因子:≥98%

-排列方式:四边形,六边形,随机排列


-基底材料:PETUV固化胶,可以在UV固化胶底部添加石英贴膜

-微透镜材料:PETUV固化胶



塑料折射型微透镜阵列的特点:

-工作波段宽,从紫外波段到近红外波段

-杂散光小

-集成度高

-单元尺寸小

-传输损耗小

-质量轻

-可加工成正透镜和负透镜


海纳光学同时提供塑料型衍射微透镜阵列,微透镜阵列中每一个微透镜子单元使用的是菲涅耳透镜,菲涅耳透镜的原理是基于菲涅耳波带片的近场衍射。将菲涅耳波带片中的环带制作成相应的位相结构来实现光束的聚焦,具有很高的衍射效率。

衍射微透镜与传统的折射透镜一样, 也有聚光和成像的作用, 由于它体积小、质量轻、集成度高、易于复制而被广泛地应用于红外光电探测器、图像识别和处理、光通讯、激光医学及空间光学等许多领域。

通过注塑成型技术实现高精度的塑料衍射微透镜阵列,在光学传感,红外探测等方面有广泛应用。塑料型衍射微透镜阵列聚焦性好,中央光斑直径小,可以有效减少光斑间的串扰。光斑串扰:微透镜的焦斑能量主要集中在中央光斑范围内,当中央光斑直径小于微透镜列阵周期时,光斑之间可看作无串扰。随着中央光斑的增大,光斑斑之间将明显交叠,即发生串扰现象,这将导致光斑与周围环境对比度降低,甚至导致光斑不能分辨。

由于连续面型衍射微透镜难以加工,人们常用多台阶结构来近似连续面型结构,当环带数较大时,越靠近微透镜边缘处台阶宽度越小,达到微米甚至纳米量级,产生亚波长结构,此时,作为分析手段的标准衍射理论的假设和近似不再成立,需要采用严格的矢量衍射分析方法。

衍射微透镜对于红外成像光学系统具有特别适用性,因为红外光的长波长,相应衍射结构最小特征尺寸比可见光系统要大,加工相对容易,对表面粗糙度要求更低。衍射微透镜的缺点是其非连续表面轮廓所引起的杂散光较多,降低了能量利用效率。


塑料型衍射微透镜阵列的特点:

-聚焦性好,光斑小

-衍射效率高

-厚度小

-重量轻

-容易复制

-杂散光多

-能量利用效率低


塑料折射型和衍射型微透镜阵列的应用:

-激光聚焦

-光束整形

-波前较正

-照明光源

-光学数据处理


海纳光学专业生产随机微透镜阵列,随机微透镜阵列的微透镜子单元几何中心偏离光轴随机分布,呈现非周期状态,即几何中心相对于光轴存在不同的中心离轴量,该离轴量在一定取值范围内随机产生,达到一个非周期的目的。随机微透镜阵列的边界和空间分布任意,且每个微透镜的曲率半径,圆锥常数,和非球面系数均为变量,这些变量是数学上表示垂直剖面的所有垂直函数,符合允许范围内呈现一定值概率的概率分布函数。


随机微透镜阵列的特点:

-空间分布随机

-曲率半径为变量

-边界任意


随机微透镜阵列的应用:

-光束匀化

-抑制散斑

-TOF镜头


随机微透镜阵列应用于光束匀化:


随机微透镜阵列:


随机微透镜阵列可以应用于TOFTime of Flight,飞行时间)技术中,TOF是一种深度信息测量方案,主要由红外光投射器和接收模组构成。投射器向外投射红外光,红外光遇到被测物体后反射,并被接收模组接收,通过记录红外光从发射到被接收的时间,计算出被照物体深度信息,并完成3D建模。TOF已经被广泛应用在测绘、物流、无人驾驶等多个工业领域,方案成熟。其中TOF镜头所使用的光学透镜为随机微透镜阵列,用于汇聚反射光线,在光学传感器上成像。


柱面微透镜阵列由小柱面镜沿一维方向排列组成。它在将入射光扩展为线性的同时,也使光源能量沿扩展方向均匀化。主要应用于光学检测和激光加工中。


柱面微透镜阵列:


柱面微透镜阵列的基本参数:


-基底材料:PETUV固化胶,可以在UV固化胶底部添加石英贴膜

-微透镜材料:PETUV固化胶


-波长范围:紫外到近红外光

-排列方式:一维排列

-透镜间距:10μm~1000μm

-间距误差:0.2μm

-填充因子:≥98%


柱面微透镜阵列的应用:

-匀化和扩展各种光源

-产生非高斯型线性模式用于焊、钻或激光烧蚀应用

-快速轴平行光









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