Главная>>Продукция>>Оптические клинья
Оптические клинья и клиновидные окна: подавление интерференции и управление лучом от УФ до дальнего ИК
Алкор Текнолоджиз производит оптические клинья — клиновидные окна с нормированным углом между поверхностями — из девяти оптических материалов на собственном производстве в Санкт-Петербурге. Стандартные углы клина: 30', 12', 1°, 2°, 5°, 7.5°. Диаметр 12.7–50.8 мм по каталогу, нестандартные размеры и углы — по чертежу. Просветляющие AR-покрытия на любые длины волн от УФ до дальнего ИК. Материалы: К8, кварц КУ-1/JGS-1, CaF₂, BaF₂, MgF₂, Si, Ge (ГМО), ZnSe, KBr. КП в течение 24 часов.
Что такое оптический клин и зачем он нужен
Оптический клин идентичен оптическому окну, за исключением того, что его две плоские поверхности наклонены под некоторым заданным углом друг к другу. Но именно этот наклон решает проблему, которая возникает в любой оптической системе с параллельными плоскими поверхностями.
Проблема параллельных поверхностей. Когда когерентный или монохроматический свет падает на плоскопараллельную пластину, часть излучения отражается от передней поверхности, часть — от задней. Два отражённых пучка (или два прошедших) интерферируют между собой, создавая картину светлых и тёмных полос. В большинстве случаев это нежелательный паразитный эффект: интерференционные полосы накладываются на полезный сигнал, искажают изображение или спектр.
Решение — клин. При наличии угла между поверхностями два отражённых пучка распространяются в разных направлениях и не интерферируют. Отражение от задней поверхности уходит в сторону, не попадая в апертуру приёмника или на детектор. Паразитные полосы исчезают. Клиновидные окна применяются в оптической системе, если необходимо избавиться от влияния на пропускание интерференции, которая возникает при отражении от поверхностей окна.
Минимально необходимый угол. Угол клина должен быть достаточен для того, чтобы отражённый пучок от задней поверхности не попал в апертуру следующего оптического элемента. Для большинства практических систем достаточно 30' (0.5°) — именно поэтому это самый распространённый стандартный угол. При малой апертуре следующего элемента или коллимированном пучке достаточно ещё меньшего угла; при широкой апертуре или расходящемся пучке может потребоваться 1–2°.
Три применения оптических клиньев
- Подавление интерференции в оптических системах
Главное и наиболее распространённое применение. Везде, где параллельные поверхности оптического окна создают паразитную интерференцию в когерентном или монохроматическом свете — клин устраняет проблему без изменения остальной схемы.
Конкретные применения:
Защитные стёкла лазеров. Окно перед детектором, матрицей или оптическим элементом в лазерной системе с боковой засветкой или при узком спектре — паразитные полосы от параллельного защитного стекла видны чётко. Клиновидное окно из кварца КУ-1 с AR-покрытием на рабочую длину волны решает проблему. Стандартный угол 30' достаточен для большинства коллимированных лазерных систем.
Окна детекторов. Детекторы с окнами из ZnSe, Ge, Si, CaF₂ — если кристаллическое окно имеет параллельные полированные поверхности, и источник монохроматический, интерференционная картина появляется в сигнале. Особенно критично для FTIR-детекторов (MCT, DTGS) в диапазоне 2–25 мкм: паразитные полосы интерпретируются программой как пики поглощения.
Светоделители и пластины в интерферометрах. В интерферометрах Майкельсона, Маха–Цендера, Физо — все пластины, не предназначенные для разделения/рекомбинации пучков, должны быть клиновидными, чтобы отражения от второй поверхности не создавали паразитных плеч интерферометра.
Узкополосные лазерные системы. Лидары, частотные стандарты, системы стабилизации частоты — любые системы, где узкая полоса излучения (< 0.1 нм) и параллельные оптические элементы — кандидаты на использование клиньев вместо плоских окон.
- Управление лучом (beam steering)
Второе важное применение оптических клиньев — отклонение пучка на фиксированный угол. Когда луч проходит через клин, он отклоняется за счёт преломления на наклонной поверхности. Угол отклонения определяется углом клина α и показателем преломления материала n:
δ ≈ α (n – 1)
Для К8 (n=1.517) при угле клина 1°: δ ≈ 0.52°. Для ZnSe (n=2.4) при том же угле: δ ≈ 1.4°. Для Ge (n=4.0): δ ≈ 3°.
Это позволяет использовать клин как управляемый элемент для точной юстировки направления пучка:
Точная юстировка в лазерных системах. Пара клиньев из одного материала, вращаемых относительно друг друга (схема «дуплет Риcли»), позволяет непрерывно изменять направление пучка в конусе углов от нуля до 2δ. Применяется в системах наведения, адаптивной оптике, компенсации вибраций.
Компенсация наклона волнового фронта. Одиночный клин или пара клиньев для компенсации небольших угловых ошибок в оптических схемах без механического движения самой схемы.
Эталоны для метрологии. Клиновидная пластина с нормированным углом используется как эталон угла или как элемент для введения калиброванной разности хода в интерферометрических измерениях.
- Компенсатор дисперсии в FTIR-спектрометрах
Третье применение — узкоспециализированное, но принципиально важное для спектроскопии. Компенсатор дисперсии в интерферометре Майкельсона выполнен в виде плоскопараллельной пластинки из того же материала, что и светоделитель.
Компенсатор FTIR-спектрометра — это не строго «клин», а плоскопараллельная пластина. Однако в ряде специализированных схем используются клиновидные компенсаторы для точной регулировки разности хода. Кроме того, требования к материалу, допускам и точности угла компенсаторных элементов те же, что и для клиньев: совместный выпуск пар из одного кристалла, нормированная разнотолщинность, высокая однородность.
Мы производим как плоские компенсаторы, так и клиновидные регулировочные элементы для FTIR из всех ИК-материалов: KBr, ZnSe, CaF₂, BaF₂, кварц.
Заказ:
Вы можете получить дополнительную информацию, котировку или заказать оптические клинья наиболее удобным для Вас способом:
По телефону +7 812 363 12 40
По электронной почте technologies@alkor.net
Наши специалисты помогут вам подобрать оптимальное решение для вашей задачи.
Каталог стандартных оптических клиньев
Стандартный угол клина всех позиций каталога: 30' (0.5°). Другие углы (12', 1°, 2°, 5°, 7.5° и любой нестандартный) — по запросу.
Оптические клинья из стекла К8
Cat # Диаметр Толщина по центру in mm in mm К8-ww-12.7-2 0.5 12.7 0.079 2.0 К8-ww-25.4-4 1.0 25.4 0.157 4.0 К8-ww-38.1-5 1.5 38.1 0.197 5.0 К8-ww-50.8-6 2.0 50.8 0.236 6.0 Любые размеры оптических клиньев под заказ Оптические клинья из кварцевого стекла КУ-1
Cat # Диаметр Толщина по центру in mm in mm FS-ww-12.7-2 0.5 12.7 0.079 2.0 FS-ww-25.4-4 1.0 25.4 0.157 4.0 FS-ww-38.1-5 1.5 38.1 0.197 5.0 FS-ww-50.8-6 2.0 50.8 0.236 6.0 Любые размеры оптических клиньев под заказ Оптические клинья из BaF2
Cat # Диаметр Толщина по центру in mm in mm BF-ww-12.7-2 0.5 12.7 0.079 2.0 BF-ww-25.4-4 1.0 25.4 0.157 4.0 BF-ww-38.1-5 1.5 38.1 0.197 5.0 BF-ww-50.8-6 2.0 50.8 0.236 6.0 Любые размеры оптических клиньев под заказ Оптические клинья из CaF2
Cat # Диаметр Толщина по центру in mm in mm CF-ww-12.7-2 0.5 12.7 0.079 2.0 CF-ww-25.4-4 1.0 25.4 0.157 4.0 CF-ww-38.1-5 1.5 38.1 0.197 5.0 CF-ww-50.8-6 2.0 50.8 0.236 6.0 Любой угол клина под заказ Оптические клинья из Германия (ГМО)
Cat # Диаметр Толщина по центру in мм in мм GE-ww-12.7-2 0.5 12.7 0.079 2.0 GE-ww-25.4-4 1.0 25.4 0.157 4.0 GE-ww-38.1-5 1.5 38.1 0.197 5.0 GE-ww-50.8-6 2.0 50.8 0.236 6.0 Любой угол клина под заказ Оптические клинья из MgF2
Cat # Диаметр Толщина по центру in mm in mm MF-ww-12.7-2 0.5 12.7 0.079 2.0 MF-ww-25.4-4 1.0 25.4 0.157 4.0 MF-ww-38.1-5 1.5 38.1 0.197 5.0 Любой угол клина под заказ Оптические клинья из Кремния
Cat # Диаметр Толщина по центру in mm in mm Si-ww-12.7-2 0.5 12.7 0.079 2.0 Si-ww-25.4-4 1.0 25.4 0.157 4.0 Si-ww-38.1-5 1.5 38.1 0.197 5.0 Si-ww-50.8-6 2.0 50.8 0.236 6.0 Любой угол клина под заказ
Технические возможности производства
| Параметр | Стандарт | По ТЗ |
|---|---|---|
| Стандартные углы клина | 30', 12', 1°, 2°, 5°, 7.5° | любой угол |
| Форма | круглая | прямоугольная, нестандартная | Чистота поверхности | P V / S/D 60/40 | P III / S/D 20/10 |
| Плоскостность N | 4 | 0.5 | Партия | от 4штук | от 1штуки |
AR-покрытия для оптических клиньев
Оптический клин без AR-покрытия теряет на отражение от двух поверхностей: К8 — 8.4%, ZnSe — 29%, Ge — 53%. Для лазерных применений это недопустимо. Наносим AR-покрытия на все типы клиньев:
| Покрытие | Длина волны / диапазон | Применение |
|---|---|---|
| AR одноволновое | 532 нм, 1064 нм, 1550 нм и др. | Лазерные системы |
| AR широкополосное | 400–700 нм, 250–400 нм | Видимый и УФ диапазоны |
| AR 3–5 мкм | 3–5 мкм | MWIR-системы, пирометры |
| AR 8–12 мкм | 8–12 мкм | LWIR-тепловизоры, Ge-клинья |
| BBAR 2–12 мкм | 2–12 мкм | Широкополосные FTIR-системы |
| Без покрытия | по запросу | Метрология, эталоны |
Почему Алкор Текнолоджиз
Девять материалов — один заказ. К8, кварц, CaF₂, BaF₂, MgF₂, Si, Ge, ZnSe, KBr. Клинья для одной оптической системы из разных материалов — у одного поставщика, в одни сроки.
Любой угол клина по ТЗ. Стандартные позиции каталога — быстрый вариант. Нестандартный угол (например, 45' или 3°) — штатная задача производства. Укажите угол в ТЗ.
Нестандартные размеры и формы. Прямоугольные клинья, диаметры больше 50.8 мм, клинья в оправе — по чертежу. Гарантия соответствия допускам.
Аналоги Edmund Optics и Thorlabs. Клинья по каталожным размерам импортных поставщиков — без изменения оптической схемы.
Заказать оптические клинья по чертежу
Пришлите запрос на sales@alkor.net: материал, диаметр, толщина по центру, угол клина, покрытие и количество. Нестандартные параметры — приложите чертёж. КП в течение 24 часов.