Сравнение распределения энергии между падающим светом и матрицей пятен в фокальной плоскости

(Левостороннее падение света с круговой поляризацией)

Массив плоских цилиндрических линз LBTEK – пример применения

1. Машинное зрение

Различные крупные и средние автоматизированные производственные линии, использующие алгоритмы машинного зрения, очень распространены в современной обрабатывающей промышленности. На производственной линии, получая изображения линейного света, падающего на предметы и детали, и анализируя их деформацию и изменения интенсивности света, можно получить информацию о положении и форме предметов и деталей в реальном времени, чтобы помочь роботизированной руке определить следующее конкретное производство. операция.

2. Приложения лидара и 3D- зондирования

В лидаре, 3D- зондировании и других подобных сценариях применения, когда в качестве излучаемого света требуется однородное прямоугольное световое пятно, для формирования и гомогенизации луча можно использовать двойную плоскую цилиндрическую матрицу линз. Линии сетки цилиндрической линзы, состоящей из двух частей, расположены перпендикулярно друг другу, а соотношением длины и ширины прямоугольника можно гибко управлять, регулируя их соответствующие параметры. Используемая плоская цилиндрическая линзовая матрица не только сохраняет одномерные характеристики формы цилиндрической линзы, но также может сделать световое пятно более однородным благодаря структуре матрицы; она может не только достигать той же функции формирования, что и традиционное преломляющее устройство, но также имеет меньший объем устройства.Преимущества сопровождаются особыми поляризационными свойствами.

Массив плоских линз LBTEK – Техническое описание

1. Определение

 Плоская цилиндрическая линзовая матрица LBTEK представляет собой плоский оптический элемент, реализующий одномерное формирование и гомогенизацию луча на основе дифракционно-оптического принципа жидкокристаллического полимера. Он состоит из полимерной пленки и двойного окна N-BK7 . -мерный пучок на полимерной пленке Распределение фаз матрицы реализует функцию цилиндрической линзовой матрицы. Его модуляционное влияние на пучок связано с поляризационными характеристиками падающего пучка и параметрами цилиндрической линзы. При этом устройство имеет одноволновую конструкцию, не имеет сферических аберраций, а падающая поверхность покрыта просветляющим покрытием, имеющим высокие коэффициенты пропускания и дифракции. Массивы плоских цилиндрических линз имеют большой потенциал для применения в таких областях научных исследований, как визуализация, машинное зрение и коллимация полупроводникового лазера.

1. Поляризационные характеристики плоской цилиндрической линзовой матрицы:

Для идеального массива плоских цилиндрических линз — —

а) Когда падающий свет представляет собой неполяризованный свет или линейно поляризованный свет, выходящий световой луч состоит из выходящего света ± 1-го порядка, а выходящий свет ± 1 -го порядка представляет собой соответственно расходящийся левосторонний циркулярно поляризованный свет и сходящийся правосторонний циркулярно поляризованный свет. поляризованный свет;

б) Когда падающий свет представляет собой свет с правой круговой поляризацией, исходящий световой луч состоит из исходящего света уровня +1 и является расходящимся светом с левой круговой поляризацией;

в) Когда падающий свет представляет собой свет с левосторонней круговой поляризацией, исходящий световой луч состоит из исходящего света уровня -1 , который представляет собой сходящийся свет с правосторонней круговой поляризацией;

г. Когда падающий свет представляет собой эллиптически поляризованный свет, его выходящий световой луч состоит из выходящего света ± 1 -го порядка, а соотношение интенсивностей выходящего света ± 1-го порядка связано с эллипсометрией падающего света.

  Поляризационные характеристики массива плоских цилиндрических линз могут помочь реализовать сценарии одномерного формирования и гомогенизации луча, которые предъявляют особые требования к состояниям поляризации. Когда используется фактическая плоская цилиндрическая матрица линз , будет другой дифрагированный свет, кроме ± 1-го порядка, но сумма энергии других дифрагированных световых порядков составляет менее 2% .

2. Зависимость фазового периода плоскоцилиндрической линзовой решетки от угла расхождения выходящего пучка:

  В плоской цилиндрической матрице линз краевой фазовый период цилиндрической линзы определяет угол расхождения ее выходящего луча 

В идеале, при нормальном падении, соотношение между углом расхождения θ (половинного угла) выходящего луча из плоской цилиндрической линзовой решетки, краевым фазовым периодом p ₀ цилиндрической линзы и рабочей длиной волны λ составляет:

Когда направление падения луча наклонное, угол расхождения луча, испускаемого из плоской цилиндрической линзовой матрицы, будет меняться с изменением наклонного угла падения.

2. Характеристики

1. Эффективность дифракции >98%
2. Рабочая длина волны может быть спроектирована
3. Угол расхождения исходящего луча может быть спроектирован
4. Размер подложки может быть спроектирован

3. Описание

1. Метод измерения угла расхождения выходного луча.

   Как показано на рисунке, расстояние от плоской цилиндрической линзовой решетки до поперечного сечения луча равно L , длина пятна, перехваченного на поперечном сечении луча, равна D , а угол расхождения выходящего луча равен θ. По тригонометрическому соотношению можно получить угол расхождения выходящего луча.

2. Связь угла расхождения выходящего луча с фокусным расстоянием и числом F цилиндрической линзы.

Как показано на рисунке, проанализируйте собирающийся свет на краю цилиндрической линзы согласно тригонометрическому соотношению:

Среди них θ — угол расхождения выходящего луча, d — ширина цилиндрического линзового блока, f — фокусное расстояние цилиндрического линзового блока и F ^# — число F цилиндрического линзового блока .

3. Метод измерения дифракционной эффективности:

положении P ₁ рядом с плоской цилиндрической решеткой линз, где размер выходящего луча чрезвычайно мал, измерьте его силу света I ₁ ; в позиции P ₂ далеко от плоской цилиндрической линзовой решетки, где размер выходящего луча Если больше ( > 1 м ) , измерьте уровень 0 точечного света Strong I ₂ . Тогда дифракционную эффективность eta можно оценить по следующей формуле: