Thorlabs索雷博 AC508-400-AB 消色差双胶合透镜
特性
- 增透膜适用波长范围：400 - 1100 nm
- 提供Ø1/2英寸、Ø1英寸和Ø2英寸版本
- 焦距：19 - 600 mm
- 非常适合荧光显微应用
Thorlabs的消色差双胶合透镜扩展了增透膜(AR)的适用波长范围，在可见光和近红外(NIR)波段能够提供出色的性能，因此，非常适合荧光显微应用。图1.1对比了我们的消色差双胶合透镜采用-AB镀膜与采用其他两种标准增透膜时的适用带宽范围。
关于消色差双合透镜与单透镜的性能对比，请看上方的应用标签。此外，性能标签中还举例示范了如何通过点击下方产品型号旁边的文档图标，下载Zemax®文档来分析消色差双合透镜性能的方法。
为了得到最佳效果，曲率半径最大的一侧(平坦面)应该远离准直光束。产品型号刻在双合透镜边缘。透镜上刻的产品型号正面向上时，透镜最平坦的一面在底面。更多详情，请看表G1.1到G3.1参考图纸链接中的图示。
如要安装这些透镜，可以在固定直径透镜安装座、自定心可调透镜安装座和 可调透镜安装座等产品中挑选。选择透镜安装座时，请确保安装座与透镜的直径和边缘厚度规格匹配。本页的消色差双合透镜还有已安装的版本。对于波长范围在410 nm以下的应用，Thorlabs的空气隙紫外双合透镜在低至240 nm的波长下也可以提供出色的性能。
表G1.1到G3.1中，正曲率半径规格表明，当透镜如参考图纸所示放置时，表面凹向右边；负曲率半径表明，表面凹向左边。这些透镜具有一个无限共轭比(即，如果将一个发散的光源放置在远离透镜较平坦侧的焦距处，则从弯曲面出现的光线将被准直)。
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图1.1：上方的曲线图展现了-AB膜与我们-A和-B标准增透膜的宽带性能比较。
| General Specifications | |
|---|---|
| Design Wavelengths | 488 nm, 707 nm, and 1064 nm |
| AR Coating Range | 400 - 1100 nm |
| Reflectance Over AR Coating Range (0° AOI) | Ravg < 1.0% |
| Diameters Available | 1/2", 1", or 2" |
| Diameter Tolerance | +0.0 mm / -0.1 mm |
| Focal Length Tolerance | ±1% |
| Surface Quality | 40-20 Scratch-Dig |
| Spherical Surface Powera | 3λ/2 |
| Spherical Surface Irregularity (Peak to Valley) | λ/4 |
| Centration | < 3 arcmin |
| Clear Aperture | >90% of Diameter |
| Pulsed Damage Thresholdsb | 1 J/cm2 (532 nm, 10 ns Pulse, 10 Hz, Ø0.408 mm) |
| 1.5 J/cm2 (1064 nm, 10 ns Pulse, 10 Hz, Ø0.448 mm) | |
| CW Damage Thresholdc | 589 W/cm at 532 nm, Ø1.0 mm |
| Operating Temperature | -40 °C to 85 °C |
- 光圈数(surface power)类似于平面光学元件的表面平整度，它是球面光学元件的表面相对于已校准的基准量规的偏差度，一般针对的是633 nm光源，除非另有说明。此规格也常被称为曲面拟合。
- 消色差双胶合透镜的损伤阈值受胶合剂的限制。对于需要较高损伤阈值的应用，请考虑我们的空气隙双合透镜。
- 光束功率密度应该以W/cm单位来计算。想了解线性功率密度为何是适合长脉冲和CW光源的最佳量度的解释，请查看损伤阈值标签下的“连续波和长脉冲激光”章节。
| Achromatic Doublet Selection Guide | |
|---|---|
| Unmounted Lenses | Mounted Lenses |
| Visible (400 - 700 nm) | Visible (400 - 700 nm) |
| Extended Visible (400 - 1100 nm) | Extended Visible (400 - 1100 nm) |
| Near IR (650 - 1050 nm) | Near IR (650 - 1050 nm) |
| IR (1050 - 1700 nm) | IR (1050 - 1700 nm) |
| Achromatic Doublet Kits | |
每种消色差双合透镜的详细信息，都能够在支持文档中的Zemax®文件中找到。下面是使用Zemax®文件测量透镜性能的一些例子。
焦移和波长的关系
Thorlabs的消色差双合透镜经过优化，使焦距在较宽的带宽范围内接近常数。这是通过使用多元件设计，尽量减小透镜色差来实现的。双合透镜第一个透镜(正透镜)的色散由第二个透镜(负透镜)校正，这样比球面单透镜或非球面透镜具有更好的宽带性能。图2.1为AC254-150-AB的傍轴焦移随波长变化的曲线图，AC254-150-AB是一种焦距为150 mm的Ø25.4 mm消色差双胶合透镜。
Click to Enlarge图2.1：AC254-150-AB消色差双胶合透镜随波长变化的近轴焦移
波前误差和光斑尺寸
球面双合透镜矫正了多种像差。一种表征像差校正理论水平的方法是通过波前误差和光线追踪图来确定光斑尺寸。例如，图2.2中像平面的波前图给出了使用AC254-125-C的像差矫正信息。在这个例子中，理论波前误差在3/100波长的量级。这表明，对于光线阵列经过透镜中心和几乎整个孔径的情况，光程差(OPD)是非常小的。
图2.3中给出了光线追踪得到的AC254-250-C透镜像面上的光斑尺寸。在这个近红外消色差双胶合透镜中，对三种设计波长(706.5 nm、855 nm和1015 nm)通过透镜的轨迹进行追踪，分别以不同的颜色表示。图中光线交点踪迹周围的圆环代表了艾里斑的直径。如果光斑在艾里斑范围内，一般认为透镜性能接近衍射极限。由于光斑尺寸是通过几何光线追踪绘制的，因此，鉴于衍射限制，不可能得到比艾里斑小很多的光斑。
Click to Enlarge图2.2：AC254-125-C像平面的波前
Click to Enlarge图2.3：AC254-250-C像平面上光斑尺寸追迹
理解调制传递函数(MTF)
调制传递函数(MTF)图像质量是透镜的重要特征，通常通过对比度来衡量。调制传递函数曲线经常用作理论和实际通用的图像质量评判标准。透镜的MTF描述了透镜在不同分辨率水平下传输物体到图像的对比度的能力。一般情况下，通过对不同间距的黑白条纹组成的分辨率靶进行成像，就能够测量对比度。100%的对比度由纯黑和纯白的线条组成。随着对比度下降，线条分界开始变得模糊。MTF曲线给出了对比度百分比随着线条间距减小而产生的变化。物体的线条间距通常代表空间频率，单位为周期/毫米(cycles/mm)。
Zemax®所计算的MTF曲线通常呈现的是加权平均结果，其中包含来自多个波长的值，此曲线被称为多色MTF曲线。由于较短和较长波长都具有不同的分辨率限制，因此具有不同的单个MTF曲线，根据曲线计算中包含的波长，可能会产生不同数量的多色MTF曲线。
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图2.4：AC254-200-B的理论调制传递函数
图中给出了我们焦距为200 mm的Ø25.4 mm近红外消色差双合透镜的理论MTF。对比度约为83%时对应的空间频率约为20周期每毫米。这表明间距为0.05 mm的线条经过透镜后有83%的对比度。理论的MTF给出的设计性能是指光学元件的实际尺寸和设计尺寸完全相同时的结果。但事实上，由于制造公差的存在，大多数光学元件的光学传递函数将低于理论值。
图2.5：以USAF 1951分辨率板作为物体的测量结果。
图2.6：USAF 1951分辨率板的对比度。图2.5与图2.6分别是以USAF 1951分辨率板作为物体的实际测量结果。
对于这个目标物体，测得的对比度为82.3%。
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