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技術(shù)文章

如何選擇正確的均勻化柱狀導(dǎo)光管

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就像光纖一樣,均勻化柱狀導(dǎo)光管利用全內(nèi)反射(TIR),將光線從導(dǎo)光管入口透射到導(dǎo)光管出口。基片的折射率是影響導(dǎo)光管臨界角的*因素,該折射率定義全內(nèi)反射發(fā)生時(shí)的接收角。導(dǎo)光管專為具備高數(shù)值孔徑、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值孔徑和低數(shù)值孔徑的光源設(shè)計(jì),而如果所使用的基片相同,則接收角相同。

臨界角 (θc)可以通過使用方程式1計(jì)算得出。

在使用N-BK7導(dǎo)光管的情況下,587.9nm氦D線的折射率為1.517,θc為41°。若入射角大于θc,則會(huì)發(fā)生全內(nèi)反射,光線會(huì)在導(dǎo)光管透射(圖1)。

由于光線以不同入射角進(jìn)入導(dǎo)光管,則導(dǎo)光管內(nèi)的光線反射角均不相同。 小入射角等于臨界角,在相同長度的導(dǎo)光管中,它比以大于臨界角許多倍的入射角進(jìn)入的光線獲得更多反射(圖2)。

由于低數(shù)值孔徑光源的光線數(shù)量大于θc及大于高數(shù)值孔徑光源,因此低數(shù)值孔徑導(dǎo)光管長度長于高數(shù)值孔徑導(dǎo)光管,建議用于窄光束發(fā)散的光源。

注意: 導(dǎo)光管的設(shè)計(jì)不適用于平行激光光源。對(duì)于均勻化平行光源,建議使用微透鏡陣列或平頂激光光束整形器。導(dǎo)光管是發(fā)射非平行光的均勻化多色光源的理想選擇。

圖 1: 光導(dǎo)勻光棒全內(nèi)反射(TIR)

圖 2: 小入射角比大入射角擁有更強(qiáng)的反射

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