特性
- 镀增透膜,用于650 - 1050 nm
- 正双胶合透镜尺寸:从Ø2 mm至Ø2英寸
- 负双胶合透镜尺寸:Ø1/2英寸和Ø1英寸
- 提供焦距为4 mm至1000 mm的正双胶合透镜
- 提供焦距为-20 mm至-100 mm的负双胶合透镜
Thorlabs提供消色差双胶合透镜,用于近红外波段(650至1050 nm),且透镜在无限共轭比下经过优化。这些双胶合透镜的设计波长为706.5 nm、855.0 nm和1015 nm,非常适用于控制色差和球差,具有比单透镜更好的性能。
如要了解消色差双胶合透镜和单透镜的性能比较,请参考应用标签。此外,测量标签距离说明了如何通过下载Zemax®文件分析双胶合透镜的性能。点击下方产品型号旁边的文件图标可以找到Zemax文件。
为了获得更佳的性能,曲率半径最大的一面(最平的一面)应该背离准直光束。Ø1/2英寸及以上的双胶合透镜侧边上刻有产品型号,因此,当产品型号的文字正立时,透镜最平的一面为底面。详细信息请查看表G1.1到G9.1参考图链接下的图示。
推荐的固定式透镜安装座在表G1.1到G9.1的脚注中列出。另外也可以选择我们的固定直径透镜安装座、自定心透镜安装座或可调透镜安装座。选择透镜安装座时,请确认安装座与透镜直径及边缘厚度相匹配。本页的消色差双胶合透镜还有已安装版本。对于波长在410 nm以下的应用, Thorlabs的空气隙紫外双合透镜可在短至240 nm的波长范围提供良好性能。
表G1.1到G9.1中,正曲率半径表明当透镜方向如参考图所示时,表面朝右,负曲线曲率表明表面朝左。正负透镜都有无限共轭比(即,如果一束发散光源放在距离透镜较平侧的一倍焦距处时,曲面会出射平行光)。
定制消色差透镜
Thorlabs的光学元件事业部拥有出色的制造能力,能同时为OEM及小批量订单提供多种定制光学元件。可以定制尺寸、焦距、基底材料、胶合材料和镀膜的消色差光学元件。此外,我们可提供比标准产品规格更好的光学元件。关于定制的更多信息或者咨询,请联系技术支持。
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| General Specifications |
|---|
| Design Wavelengths | 706.5 nm, 855 nm, and 1015 nm |
| AR Coating Range | 650 - 1050 nm |
Reflectance Over AR Coating Range (0° AOI) | Ravg < 0.5% |
| Diameters Available | 2 mm, 5 mm, 6 mm, 6.35 mm, 8 mm, 1/2", 1", 30 mm, or 2" |
| Diameter Tolerance | +0.0 / -0.1 mma |
| Focal Length Tolerance | ±1%b |
| Surface Quality | 40-20 Scratch-Digc |
| Spherical Surface Powerd | 3λ/2 |
Spherical Surface Irregularity (Peak to Valley) | λ/4 at 632.8 nm |
| Centration | < 3 arcmine |
| Clear Aperture | >90% of Diameter |
| Damage Thresholdf | Pulsed | 5.0 J/cm2 (810 nm, 10 ns Pulse, 10 Hz, Ø0.155 mm) |
| CWg | 1000 W/cm (1070 nm, Ø0.971 mm) |
| Operating Temperature | -40 °C to 85 °C |
- AC020-004-B为+0 mm / -0.025 mm;AC254-080-B和AC254-125-B为+0.0/-0.1 mm。
- AC020-004-B为±2%。
- AC020-004-B为20-10划痕-麻点。
- 类似平面光学元件表面平整度,球面光圈数为球面光学元件的表面相对校准基准的偏差度,除非另有说明,一般是针对633 nm光源。此参数也常称为曲面拟合。
- AC020-004-B为< 15 arcmin。
- 消色差胶合透镜的损伤阈值受胶合面的限制。如果您的应用需要更高的损伤阈值,请考虑我们的空气隙双合透镜。
- 光功率密度应以W/cm为单位计算。关于为什么线性功率密度是长脉冲和CW光源的最佳指标,请查看损伤阈值标签。
| 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 |
每种消色差双胶合透镜的详细信息都能在其支持文档的Zemax®文件中找到。下面是使用Zemax®文件进行性能测试的一些示例。
焦移和波长的关系
Thorlabs的消色差双胶合透镜经优化,在较宽带宽范围内提供几乎不变的焦距。这是利用多元件设计从而尽可能减少透镜色差来实现的。双胶合透镜的第一个(正透镜)元件的色散由第二个(负透镜)元件校正,因此宽带性能比球面单透镜或非球面透镜更好。图2.1为AC254-200-B双胶合透镜近轴焦移与波长的函数关系图,Ø25.4 mm消色差双胶合透镜的焦距为200 mm,镀有增透膜适用于650 - 1050 nm。

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图2.1:AC254-200-B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
Thorlabs的球面双胶合透镜可矫正多种像差,包括球差、色差和彗差。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迹图来确定光斑尺寸。例如,图2.2中像平面的波前给出了使用AC254-200-C透镜的像差矫正信息。在本例中,理论波前误差为波长3/100的量级。这表示,对于光线阵列经过透镜中心和近整个孔径区域的情况,光程差(OPD)是非常小的。
图2.3中给出了AC254-200-B透镜像面上光斑尺寸的光线追迹。在此近红外消色差双胶合透镜中,三个设计波长(706.5 nm、855 nm和1015 nm)分别通过透镜并进行追迹,并以不同的颜色表示。图中的光线交点轨迹周围的圆代表了艾里斑的直径。如果光斑尺寸在艾里斑范围内,一般认为透镜是衍射极限的。光斑尺寸是由几何光线追迹绘制,由于衍射,不可能得到比艾里斑小很多的光斑。

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图2.2:AC254-125-C像平面的波前

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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。通常通过对比度来测量。调制传递函数曲线被用作图像质量的理论和实验描述。透镜的MTF描述了在不同分辨率水平下,透镜将对比度从物传输到像的能力。一般情况下,对由不同间距黑白条纹组成的分辨率目标进行成像,并测量对比度。100%的对比度由纯黑和纯白的线条组成。随着对比度的下降,线条分界开始变得模糊。MTF给出了对比度百分比随线条间距减少而产生的变化。物体的线条间距通常由空间频率表示,单位为cycles/mm。
Zemax®所计算的MTF曲线通常是多个波长的加权平均结果,被称为多色MTF曲线。由于较短和较长的波长都具有不同的分辨率限制,因此产生不同的单个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Ø25.4 mm、f=200 mm的近红外消色差双胶合透镜的理论调制传递函数。空间频率为20 cycles/mm时,对应83%对比度。这说明间距为0.05 mm的线条经过透镜后有83%的对比度。理论MTF表明,如果光学元件完全按照设计尺寸制造,会得到相当好的性能。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分辨率靶作为物体的实际测量结果。
对于所选测试靶,对比度测量值为82.3%。
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