線性成像物鏡是激光掃描系統(tǒng)中一種常用的具有特殊要求的透鏡系統(tǒng)。激光掃描系統(tǒng)用某種信息經(jīng)電光效應择诈、聲光效應調(diào)制的激光束械蹋,經(jīng)擴束鏡擴束后再經(jīng)旋轉(zhuǎn)反射鏡或旋轉(zhuǎn)多面體的掃描元件而改變方向,最后經(jīng)聚焦用的線性成像物鏡在接收器上成一維或二維的掃描像羞芍。從而哗戈,激光掃描系統(tǒng)將時間信息變成了可記錄的空間信息。
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線性成像物鏡的光學參數(shù)
線性成像物鏡是激光掃描系統(tǒng)中一種常用的具有特殊要求的透鏡系統(tǒng)荷科。激光掃描系統(tǒng)如下圖1所示唯咬。用某種信息經(jīng)電光效應、聲光效應調(diào)制的激光束畏浆,經(jīng)擴束鏡擴束后再經(jīng)旋轉(zhuǎn)反射鏡或旋轉(zhuǎn)多面體的掃描元件而改變方向胆胰,最后經(jīng)聚焦用的線性成像物鏡在接收器上成一維或二維的掃描像。因此全度,激光掃描系統(tǒng)將時間信息變成了可記錄的空間信息煮剧。根據(jù)掃描器和聚焦透鏡的位置不同,可分為透鏡前掃描(圖a)和透鏡后掃描(圖b)兩種将鸵。
上次,我們簡要介紹了線性成像物鏡的結(jié)構(gòu)佑颇,這一篇來介紹下線性成像物鏡的光學參數(shù)顶掉。線性成像物鏡的光學參數(shù)應由使用要求出發(fā),并考慮光信息傳輸中各環(huán)節(jié)(光源挑胸、調(diào)制器痒筒、偏轉(zhuǎn)器、記錄介質(zhì))的性能來確定茬贵。
一是F數(shù)簿透。由于使用高亮度的激光光源,所以不必依據(jù)亮度解藻,而應根據(jù)記錄的光點尺寸來確定下數(shù)老充。由于像質(zhì)達到衍射極限,像點的尺寸即為衍射斑直徑d螟左,其大小為
式中啡浊,D由透鏡通光直徑觅够、掃描器通光直徑和高斯光束的光斑直徑所確定,不是與實際通光孔徑形狀有關的常數(shù)巷嚣,喘先。若通光孔為圓孔,則光斑為艾里斑廷粒,
窘拯。根據(jù)用途不同,激光掃描記錄儀的光點尺寸也不同坝茎。
二是焦距树枫。焦距由要求掃描的像點排列的長度L和掃描角度決定,即
當掃描長度一定時景东,與
呈反比關系砂轻。在F數(shù)一定時,應盡可能用大的
角斤吐,小的
搔涝,以減小透鏡和反射鏡尺寸,從而減小棱鏡表面角度的不均勻性和掃描軸承的不穩(wěn)定性造成的不利影響和措。又由于入射光瞳位于掃描器上庄呈,在實現(xiàn)像方遠心光路時,
小可以使物鏡與掃描器之間的距離減小派阱,使儀器軸向尺寸減小诬留。但L一定時,
小
就大贫母,這給光學設計帶來了困難文兑,使光學系統(tǒng)復雜,加工制造成本增大腺劣。反之绿贞,儀器縱向尺寸加大,使用不便橘原。實際工作中籍铁,應綜合考慮各方面因素,反復權(quán)衡趾断,才能最后確定拒名。
大多數(shù)線性成像物鏡屬于小相對孔徑(一般下F數(shù)為)大視場的遠心光學系統(tǒng),要求具有一定的負畸變芋酌,在整個視場上有均勻的光強度和分辨率增显,不允許軸外漸暈存在,并要達到衍極限性能。玻璃材料的質(zhì)量與透鏡表面的均勻性要求比一般透鏡更為嚴格隔嫡。
相關文獻:
《幾何光學 像差 光學設計》(第三版)——李曉彤 岑兆豐
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