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通光孔徑10mm液態(tài)鏡頭

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產(chǎn)品簡介

產(chǎn)品介紹：Optotune是開發(fā)和制造工業(yè)成型的有源光學(xué)組件，使各地的客戶能夠創(chuàng)新發(fā)展

詳細(xì)介紹

產(chǎn)品介紹：

Optotune是開發(fā)和制造工業(yè)成型的有源光學(xué)組件，使各地的客戶能夠創(chuàng)新發(fā)展。成立于2008，核心技術(shù)為焦點可調(diào)透鏡，這是受人眼啟發(fā)的工作原理。Optotune的產(chǎn)品線進(jìn)一步添加了激光散斑減少器，2D反射鏡，可調(diào)諧棱鏡和光束移位器。由于對光學(xué)和機(jī)械的深刻理解以及對科技的熱愛，optotune是解決傳統(tǒng)光學(xué)器件問題的專家。

產(chǎn)品參數(shù)：

通過施加電流來調(diào)節(jié)該形狀變化的聚合物透鏡的曲率。相應(yīng)的焦距在毫秒內(nèi)被調(diào)到一個所需的值。 Optotune提供三種不同類型的EL-10-30外殼。緊湊型30x10.7 mm外殼，一個帶C形安裝螺紋的30x20 mm外殼和帶Hirose連接器的工業(yè)C安裝外殼（Ci）。對于每個外殼，有不同的選擇，以適應(yīng)您的需要的鏡頭：

··高折射（HR）液體（n_d= 1.559，V = 32）和低色散（LD）液體（n_d= 1.300，V = 100）

··多種覆蓋玻璃涂層

··可選偏移鏡片

下表總結(jié)了三種不同外殼的可能選項。可用的概述標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品總結(jié)在第2頁。在本文檔的最后，您將找到詳細(xì)的說明訂購定制EL-10-30時的命名概念。

型號	EL-10-30-TC	EL-10-30-C	EL-10-30-Ci
蓋玻璃涂層	VIS,NIR	VIS,NIR,1064	VIS,NIR,1064
可選偏移鏡頭	否	是	是

VIS：400-700nm寬帶 NIR：700-1100nm紅外寬帶 1064：窄帶1064nm

下表概述了我們的標(biāo)準(zhǔn)電可調(diào)透鏡EL-10-30的規(guī)格。覆蓋玻璃涂層和調(diào)諧范圍可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

機(jī)械規(guī)格	EL-10-30-TC	EL-10-30-C	EL-10-30-Ci	單位
通光孔徑	10	10	10	mm
外徑	30	30	橢圓形48x30.5	mm
厚度	10.7	24.6	24.6	mm
重量	22.9	34.0	46.0	g
連接器長度	100	100	1000	mm
壽命	>1‘000‘000’000	>1‘000‘000’000	>1‘000‘000’000

光學(xué)規(guī)格	EL-10-30-TC (LD liquid)	EL-10-30-C & Ci (LD liquid)
焦距調(diào)整范圍@ 30°C²	+50~+120	+100~+200	mm
色散（at 20°C）486nm	1.302
589nm	1.300
656nm	1.299
800nm	1.298
1065nm	1.297
1550nm	1.296
阿貝數(shù)V	100
波前誤差（@532nm，0mA）光軸垂直/水平	<0.25 / <0.6	<0.15 / <0.25	λ RMS
鏡片類型	平凸
傳輸頻譜	見圖7
光學(xué)延遲	6.4		nm
光損傷閾值	10		kW/cm2
	<2		arcminutes
極化	preserving
存儲溫度	[-40,+85]		°C
工作溫度	[-20,+65]		°C

可用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品概述

型號	可調(diào)范圍	折射率	蓋玻璃涂層	RMS波前誤差	綜合補(bǔ)償透鏡	溫度傳感器
EL-10-30-TC-VIS-12D	+8.3 to +20 dpt	1.30	400– 700 nm	<0.25/<0.60λ	否	是
EL-10-30-TC-NIR-12D	+8.3 to +20 dpt	1.30	700– 1100 nm	<0.25/<0.60λ	否	是
EL-10-30-C-VIS-LD	+5 to +10dpt	1.30	400 – 700 nm	<0.15/<0.25 λ	否	是
EL-10-30-C-NIR-LD	+5 to +10dpt	1.30	700 – 1100 nm	<0.15/<0.25λ	否	是
EL-10-30-C-VIS-LD-MV	-1.5to +3.5dpt	1.30	400 – 700 nm	<0.15/<0.25λ	是（-150mm）	是
EL-10-30-C-NIR-LD-MV	-1.5to +3.5 dpt	1.30	700 – 1100 nm	<0.15/<0.25λ	是（-150mm）	是
EL-10-30-Ci-VIS-LD	+5 to +10dpt	1.30	400 – 700 nm	<0.15/<0.25λ	否	是
EL-10-30-Ci-NIR-LD	+5 to +10 dpt	1.30	700 – 1100 nm	<0.15/<0.25λ	否	是
EL-10-30-Ci-VIS-LD-MV	-1.5 to+3.5 dpt	1.30	400 – 700 nm	<0.15/<0.25λ	是（-150mm）	是
EL-10-30-Ci-NIR-LD-MV	-1.5 to+3.5 dpt	1.30	700 – 1100 nm	<0.15/<0.25λ	是（-150mm）	是

EL-10-30-TC建議安裝在一個30毫米的環(huán)架上。相關(guān)的機(jī)械圖紙如下圖1所示。圖2顯示了C-mount外殼的圖形。該外殼在兩側(cè)均有螺紋，并在外殼中顯示M4螺紋孔，用于安裝在光學(xué)柱上。圖3顯示了工業(yè)C-mount EL-10-30-Ci的圖。這個外殼是橢圓形的，沒有M4螺紋孔，但是C形安裝螺紋在其余一側(cè)都像C型安裝座一樣。除了外殼和連接器外，EL-10-30-C和EL-10-30-Ci的性能是相同的。

電氣連接

工業(yè)設(shè)計EL-10-30-Ci配有6針Hirose連接器。從Optotune（P / N CAB-6-100）可以獲得1米長的連接EL-10-30-Ci到EL-E-4i驅(qū)動器的電纜。 EL-10-30-TC和EL-10-30-C具有10厘米長的FPC連接，與Molex0.5mm間距6路FPC后擋板連接器（P / N 503480-0600）兼容。EL-10-30鏡頭都具有一個具有256字節(jié)內(nèi)存的SE97B溫度傳感器。

傳輸范圍

光學(xué)流體和膜材料都在400至2500nm的范圍內(nèi)是透明的。由于膜是彈性的，它不能使用標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行涂覆，因此預(yù)期會反射3-4％?？梢愿鶕?jù)需要涂覆眼鏡。圖7和圖8顯示了我們兩個標(biāo)準(zhǔn)寬帶涂層（可見光和近紅外）以及定制窄帶涂層的透射光譜：

下圖（圖9）僅表示透鏡材料的透射，即假設(shè)玻璃鍍膜。

激光損傷測量

對于1064nm的波長，透鏡材料的CW損傷閾值為10kW / cm 2。進(jìn)一步損壞

用脈沖激光器進(jìn)行測量，結(jié)果如下：

·1064nm，125 ns脈沖在50 kHz，損傷在2.6J / cm2

·1064nm，10 ps脈沖在50 kHz，損傷在2.05J / cm2

·532nm，1 ns脈沖在300 kHz，損傷為0.19J / cm2

·532nm，1 ns脈沖在300 kHz，損傷在0.11J / cm2

對于1064nm，超過2000h的長期測量顯示透鏡的光學(xué)特性沒有劣化或變化。該測量的參數(shù)為：在100kHz和40mJ / cm 2注量時為100ns脈沖。對于532nm，超過60h的測量結(jié)果沒有顯示鏡片的光學(xué)特性的降低或變化。該測量的參數(shù)是：10ns-脈沖為30 kHz和1.4mJ/ cm2注量。雖然脈沖激光器沒有觀察到透鏡加熱，但是200W CW激光器會使透鏡加熱，

導(dǎo)致聚焦漂移，其在約10秒后穩(wěn)定。為了避免由于反射吸收表面引起的鏡片加熱，建議計算這種反射，不要使用超過8毫米的透鏡孔徑。

波前質(zhì)量

原則上，Optotune的聚焦可調(diào)透鏡呈現(xiàn)球面透鏡形狀。由于使用的膜是彈性的，所以透鏡的形狀受重力的影響。結(jié)果總結(jié)在圖10中。當(dāng)透鏡水平放置（光軸垂直）時，EL-10-30系列鏡頭的RMS波前誤差目前在0.1λ（在525nm處測量），允許高質(zhì)量成像例如在顯微鏡下。當(dāng)鏡頭直立（光軸水平）時，要添加Y-coma項。

重力引起的Y-coma項取決于透鏡的尺寸，液體的密度和膜的機(jī)械性能。雖然孔徑小于5mm的透鏡不太重要，但對于C型安裝LP版本，其占據(jù)約0.1λ，C-mount MV版本為0.2λ，EL-10-30。 EL-10-30透鏡的不同變化之間的區(qū)別是膜的設(shè)計。EL-10-30-C（具有LP版）的較強(qiáng)的膜降低了重力效應(yīng)，然而在焦距調(diào)諧范圍（EL-10-30-C-VIS-LD-LP為4屈光度，EL-10-30-C-VIS-LD為7.5屈光度，EL-10-30為14屈光度） -VIS-LD，參見圖6）。

溫度影響

透鏡加熱有兩個后果：開始，光學(xué)流體的折射率降低。第二，流體膨脹。雖然開始效果會增加焦距，但第二個效果會降低焦距。使用EL-10-30設(shè)計，第二個效果占主導(dǎo)地位。聚焦距離每10°C升高降低約0.7屈光度。

這種溫度效應(yīng)是系統(tǒng)和可重復(fù)的。這意味著如果已知溫度，則可以控制焦距。 EL-10-30鏡頭均配有內(nèi)置溫度傳感器（SE97B）。如果在高電流下驅(qū)動或由于吸收大功率激光而在室溫下升溫。在這種情況下，透鏡使用導(dǎo)熱金屬夾安裝。對于定制設(shè)計，可以平衡兩種溫度效應(yīng)，使得在一定焦距下聚焦偏移變得最小。

分辨率和重復(fù)性

焦距的步長被當(dāng)前驅(qū)動器的DAC的分辨率所限制。對于高精應(yīng)用，建議使用12位驅(qū)動程序。由于電流和焦功率之間的關(guān)系是線性的， EL-10-30-C-VIS-LD約0.0018 Dpt。

與壓電系統(tǒng)不同，EL-10-30無滯后。通過線圈的電流產(chǎn)生一個直接轉(zhuǎn)移到彈性膜上的力。系統(tǒng)沒有摩擦。這意味著在恒定溫度下，在交流電流之間跳躍將產(chǎn)生相同的焦距。溫度變化的影響如上所述。 Optotune的鏡頭驅(qū)動器4提供了焦距功率模式，利用存儲在鏡頭（SE97B的EEPROM）中的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在10至50°C的工作溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)的重現(xiàn)性通常為0.1屈光度。鏡頭驅(qū)動程序手冊中提供了有關(guān)焦點功率模式的更多詳細(xì)信息。

驅(qū)動線圈的電阻和電感

原則上，可以使用DC電壓（例如甚至簡單的電池）或電流源驅(qū)動EL-10-30。然而，透鏡的焦距取決于流過線圈的電流，線圈的電阻隨溫度變化（25℃時為12.5歐姆），線性速率為3.93％/℃。這就是為什么，為了獲得高穩(wěn)定性，建議使用電流源。注意，該溫度效應(yīng)在幾秒鐘內(nèi)可見，并且與上述光學(xué)流體的膨脹無關(guān)，其大約為數(shù)分鐘。對于交流運行，線圈的電感取決于頻率，是一個重要的參數(shù)。

驅(qū)動程序和電源

Optotune提供自己的USB驅(qū)動器，分辨率為0.1 mA。它包括溫度傳感器的I2C讀數(shù)，可用于溫度補(bǔ)償。

還有許多可選的現(xiàn)成產(chǎn)品可用于控制EL-10-30：

·通過0-5 V模擬信號進(jìn)行外部控制的激光二極管的精密恒流驅(qū)動器（例如EdmundOptics NT56-804或NT84-355）

·對于手動控制的應(yīng)用（0.1 mA分辨率）：TTi QL355

·對于具有USB / RS232電腦控制的應(yīng)用（0.1 mA分辨率）：TTi QL355P

·對于手動控制的低精度應(yīng)用（1 mA分辨率）：TTi EL301R

·用于USB計算機(jī)控制的低精度應(yīng)用（1 mA分辨率）：Quakko HY3005DP

也可以使用頻率在20 kHz至50 kHz之間的脈沖寬度調(diào)制（PWM）驅(qū)動鏡頭。另一個有用的組件是Analog Devices的ADN8810可編程精密電流源，具有12位分辨率，可以通過 SPI接口。

響應(yīng)時間

根據(jù)步長，當(dāng)前步驟的上升時間在2-4 ms的范圍內(nèi)。但是，直到鏡頭固定才需要大約15 ms。圖顯示了用光電二極管測量的電流步驟的光學(xué)響應(yīng)。

測量在室溫下進(jìn)行。

該系統(tǒng)略微過阻尼，圖中的頻率響應(yīng)示出了約150和600Hz的諧振頻率。然而，為了實現(xiàn)更短的建立時間，建議從步驟功能中去除這些頻率。此外，通過應(yīng)用過沖步驟功能可以提高建立時間。測試表明，透鏡的動力學(xué)在兩個方向和不同電流范圍內(nèi)都相似。使用EL-10-30-C降低到0 mA的速度更快的事實是因為執(zhí)行器實際上撞到了外殼。通常建議操作10mA以上以避免這種影響，因為它可能會縮短鏡頭的使用壽命。通過優(yōu)化的驅(qū)動信號，穩(wěn)定時間降至5ms以下。圖示出了使用三個串聯(lián)的低通濾波器（300 Hz）濾波的驅(qū)動信號的響應(yīng)行為的示例。下圖顯示了使用兩個光電二極管測量的當(dāng)前步驟的光學(xué)響應(yīng)。具有較小孔徑的鏡頭實現(xiàn)更短的建立時間，降至約2ms。

衰減圖中振蕩的另一種方法是使用標(biāo)準(zhǔn)無源元件。該電路圖示于圖的左側(cè)。它類似于揚聲器中使用的LC低通濾波器，轉(zhuǎn)換速率為12 dB /倍頻程（二階）。由于EL-10-30，-C和-Ci的阻抗相似，該電路適用于EL-10-30系列的所有成員。在圖的右側(cè)，示出了EL-10-30-LP對矩形電流步長（10％-90％）的光學(xué)響應(yīng)。 LC電路的參數(shù)對應(yīng)于165 Hz的截止頻率，顯示出良好的阻尼性能。作為權(quán)衡，響應(yīng)時間稍微增加到大約5毫秒。

大氣壓力和低溫性能

按工作原理，大氣壓力對鏡頭無影響。這已被驗證為10-4毫巴的值。此外，具有LD材料的EL-10-30適用于低溫操作。透鏡可調(diào)至低至230K的溫度。對于更低的溫度（例如在250K下為3s，在230K下為60s），鏡片的響應(yīng)時間增加。對于低于220 K的溫度，透鏡凍結(jié)，但在低于10 K的測試中沒有觀察到損壞。鏡頭的透射與工作溫度無關(guān)