一文看懂石英玻璃復(fù)眼透鏡在激光應(yīng)用中的優(yōu)勢

在日常激光應(yīng)用中，由光源發(fā)出的光，一般都會有不均勻的現(xiàn)象，如果這些光不經(jīng)過處理直接使用，那么光源的成像就會出現(xiàn)亮度不一的情況，復(fù)眼透鏡是由一系列小單元透鏡組合形成。將雙排復(fù)眼透鏡陣列應(yīng)用于照明系統(tǒng)，可以獲得高的光能利用率和大面積的均勻照明。利用雙排復(fù)眼透鏡陣列，實現(xiàn)均勻照明的關(guān)鍵在于提高其均勻性和照明亮度。

復(fù)眼透鏡可廣泛應(yīng)用于顯示器、投影、3D打印、光刻照明、照相機、手機、投影儀、安防監(jiān)控等消費電子和天文學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)以及航空航天等領(lǐng)域。

問：復(fù)眼透鏡如何實現(xiàn)均勻？它有什么優(yōu)勢？

答:復(fù)眼透鏡陣列實現(xiàn)均勻照明的原理是：與光軸平行的光束通過第一塊透鏡后聚焦在第二塊透鏡的中心處，第一排復(fù)眼透鏡交光源形成多個光源像進行照明，第二排復(fù)眼透鏡的每個小透鏡將第一排復(fù)眼透鏡相對應(yīng)的小透鏡重疊成像于照明面上。由于第一排復(fù)眼透鏡將光源的整個寬光束分為多個細(xì)光束照明，且每個細(xì)光束范圍內(nèi)的垂軸不均勻性，處于對稱位置細(xì)光束的相互疊加，使細(xì)光束的垂軸不均勻性獲得補償，從而使整個孔徑內(nèi)的光能量得到有效均勻的利用。

從第二排復(fù)眼透鏡射出的光斑通過聚光鏡聚焦在照明屏上。這樣，照明屏上光斑的每一點均受到光源所有點發(fā)出的光線照射。同時，光源上每一點發(fā)出的光束又都會重疊到照明光斑上的同一視場范圍內(nèi)，就會得到一個均勻的光斑。

光源勻光簡圖：

圖 2

光學(xué)設(shè)計效果圖：

圖 3

通常市場上常見的復(fù)眼大致分為兩種：石英玻璃復(fù)眼和塑料復(fù)眼。石英玻璃復(fù)眼因其具有耐高溫、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好、透光性能好等特點，相比塑料復(fù)眼更具優(yōu)勢，常常用于曝光機、微顯示器和較高端的家電等領(lǐng)域。據(jù)市場調(diào)查顯示，石英玻璃復(fù)眼在市場上的使用每年呈20%增長的趨勢。

石英玻璃復(fù)眼與塑料復(fù)眼的區(qū)別：

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石英玻璃復(fù)眼與塑料復(fù)眼激光照射后比對圖：

圖 5

問：怎樣去區(qū)分復(fù)眼的品質(zhì)呢？有什么設(shè)備可以區(qū)分？

答：除了傳統(tǒng)的測試方法，還可以選用高科技的、精準(zhǔn)的測試方法。我們增加了光斑測試機和透過率測試儀，光斑測試機可以根據(jù)打出來的光斑尺寸大小、形狀以及銳利程度來判斷。一般來說，正常的光斑四邊比較銳利，聚光效果較好，不正常的光斑則四邊比較圓滑，四邊的光斑會向四周散開，聚光效果極差。透過率測試儀則可以通過透光測試所展現(xiàn)出來的曲線圖來辨別出材質(zhì)是否能達到我們所要的透過率及鍍膜波段的穩(wěn)定性。

圖 6

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未來的發(fā)展方向：

隨著光學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，許多光學(xué)技術(shù)得以獲得廣泛應(yīng)用。石英玻璃復(fù)眼透鏡作為光學(xué)透鏡的后起之秀，經(jīng)過10余年的發(fā)展，得到了市場的認(rèn)可，在激光的應(yīng)用上，每年呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。相信在未來的發(fā)展中會越來越好！

審核編輯：湯梓紅