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什么是離軸拋物面反射鏡?

2024-07-15 派大莘

離軸拋物面反射鏡(Off-axis Parabolic Mirrors,簡稱OAP,也可叫OAP反射鏡)是一種表面反射鏡,它的反射表面是從一個母拋物面上截取的一部分,利用離軸拋物面反射鏡可以聚焦平行光束或準(zhǔn)直點光源,其設(shè)計特點在于焦點與光軸不在同一直線上,由于其離軸設(shè)計可以使焦點從光路中分離出來,即焦點被分離到光軸之外。這種設(shè)計使得離軸拋物面反射鏡具有獨(dú)特的聚焦和準(zhǔn)直能力。

 什么是離軸拋物面反射鏡?


與透鏡相比,使用離軸拋物面反射鏡不會產(chǎn)生球差、色差,且不會引入相位延遲和吸收損耗,非常適用于飛秒脈沖激光器。


 離軸拋物面反射鏡參考圖及原理圖


外觀描述

離軸拋物面鏡是偏離軸對稱拋物面對稱中心的一部分拋物面反射鏡,它的基底材料一般為金屬鋁,采用精密金屬刀具進(jìn)行表面加工,因此離軸反射鏡都是利用反射的原理工作,可以消除透射光學(xué)元件的位相延遲和吸收損耗。離軸鏡的表面粗糙度對其性能有著重要影響,通常具有<50?或<100?RMS表面粗糙度。

 離軸拋物面反射鏡工作原理圖

工作原理

當(dāng)平行于拋物面中軸的光線入射到離軸拋物面反射鏡上時,光線會被反射并會聚于焦點。由于拋物面的特殊形狀,反射后的光線能夠保持平行于原始入射光線的方向性,從而實現(xiàn)無像差的聚焦。

 離軸拋物面反射鏡

主要特點

焦點分離:離軸設(shè)計使得焦點不再位于光軸上,從而避免了傳統(tǒng)拋物面鏡中可能出現(xiàn)的遮擋問題,提高了系統(tǒng)的緊湊性和靈活性。

無色差聚焦:離軸拋物面反射鏡能夠無色差地聚焦準(zhǔn)直光束或準(zhǔn)直發(fā)散光源,這是由于其反射式設(shè)計消除了透射光學(xué)元件會引入的相位延遲和吸收損耗。

高精度:離軸拋物面反射鏡的表面精度可以達(dá)到很高的水平,如λ/4、λ/8、λ/10或λ/20等,確保了光束的高質(zhì)量聚焦和準(zhǔn)直。

 

鍍膜選項

離軸拋物面反射鏡的鍍膜選項通常包括鋁膜、金膜、銀膜以及UV增強(qiáng)鋁膜等。不同的鍍膜材料具有不同的反射率和光譜特性,可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。例如,銀膜在可見光和近紅外波段具有較高的反射率,而金膜則在更長波長的紅外波段表現(xiàn)更好。以下是一些鍍膜類型的波段參考!

UV增強(qiáng)鋁膜(250~450nm)

帶保護(hù)層的銀膜(450nm~20μm)

帶保護(hù)層的鋁膜(450nm~20μm)

帶保護(hù)或不帶保護(hù)層的金膜(800nm~20μm)

保護(hù)金鍍膜光路圖

保護(hù)銀膜光路圖

UV增強(qiáng)鋁膜光路圖

應(yīng)用領(lǐng)域

離軸拋物面反射鏡廣泛應(yīng)用于天體觀測光學(xué)裝置、光譜檢測、天文望遠(yuǎn)系統(tǒng)、瞄準(zhǔn)儀、擴(kuò)束鏡、紅外系統(tǒng)、聚光太陽能系統(tǒng)、投影系統(tǒng)以及發(fā)射/探測設(shè)備等領(lǐng)域。與透鏡相比,使用離軸拋物面反射鏡不會產(chǎn)生球差、色差,且不會引入相位延遲和吸收損耗,非常適用于飛秒激光、紅外、太赫茲應(yīng)用。


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