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2020-03-14
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通光孔径10mm液态镜头
品牌厂家: 瑞士optotune
联系方式: 18820009681
产品经理: 周经理
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产品介绍:

Optotune是开发和制造工业成型的有源光学组件,使全球各地的客户能够创新发展。成立于2008,核心技术为焦点可调透镜,这是受人眼启发的工作原理。Optotune的产品线进一步添加了激光散斑减少器,2D反射镜,可调谐棱镜和光束移位器。由于对光学和机械的深刻理解以及对科技的热爱,optotune是解决传统光学器件问题的专家。


产品参数:

通过施加电流来调节该形状变化的聚合物透镜的曲率。 相应的焦距在毫秒内被调到一个所需的值。 Optotune提供三种不同类型的EL-10-30外壳。紧凑型30x10.7 mm外壳,一个带C形安装螺纹的30x20 mm外壳和带Hirose连接器的工业C安装外壳(Ci)。 对于每个外壳,有不同的选择,以适应您的需要的镜头:

··高折射(HR)液体(nd = 1.559V = 32)和低色散(LD)液体(nd= 1.300V = 100

··多种覆盖玻璃涂层

··可选偏移镜片

下表总结了三种不同外壳的可能选项。 可用的概述标准产品总结在第2页。在本文档的最后,您将找到详细的说明订购定制EL-10-30时的命名概念。

型号

EL-10-30-TC

EL-10-30-C

EL-10-30-Ci

盖玻璃涂层

VIS,NIR

VIS,NIR,1064

VIS,NIR,1064

可选偏移镜头

VIS400-700nm宽带 NIR700-1100nm红外宽带   1064:窄带1064nm

下表概述了我们的标准电可调透镜EL-10-30的规格。 覆盖玻璃涂层和调谐范围可根据需要进行调整。


机械规格

EL-10-30-TC

EL-10-30-C

EL-10-30-Ci

单位

通光孔径

10

10

10

mm

外径

30

30

椭圆形48x30.5

mm

厚度

10.7

24.6

24.6

mm

重量

22.9

34.0

46.0

g

连接器长度

100

100

1000

mm

寿命

>1‘000‘000’000

>1‘000‘000’000

>1‘000‘000’000




光学规格

EL-10-30-TC (LD liquid)

EL-10-30-C & Ci (LD liquid)


焦距调整范围@   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

阿贝数V

100

波前误差(@532nm,0mA)光轴垂直/水平

<0.25 / <0.6

<0.15 / <0.25

λ RMS

镜片类型

平凸

传输频谱

见图7

光学延迟

6.4

nm

光损伤阈值

10

kW/cm2


<2

arcminutes

极化

preserving


存储温度

[-40,+85]

°C

工作温度

[-20,+65]

°C

可用标准产品概述

型号

可调范围

折射率

盖玻璃涂层

RMS波前误差

综合补偿透镜

温度传感器

EL-10-30-TC-VIS-12D

+8.3 to +20 dpt

1.30

400– 700 nm

<0.25/<0.60λ

EL-10-30-TC-NIR-12D

+8.3 to +20 dpt

1.30

700– 1100 nm

<0.25/<0.60λ

EL-10-30-C-VIS-LD

+5 to +10dpt

1.30

400 – 700 nm

<0.15/<0.25 λ

EL-10-30-C-NIR-LD

+5 to +10dpt

1.30

700 – 1100 nm

<0.15/<0.25λ

EL-10-30-C-VIS-LD-MV

-1.5to +3.5dpt

1.30

400 – 700 nm

<0.15/<0.25λ

是(-150mm)

EL-10-30-C-NIR-LD-MV

-1.5to +3.5 dpt

1.30

700 – 1100 nm

<0.15/<0.25λ

是(-150mm)

EL-10-30-Ci-VIS-LD

+5 to +10dpt

1.30

400 – 700 nm

<0.15/<0.25λ

EL-10-30-Ci-NIR-LD

+5 to +10 dpt

1.30

700 – 1100 nm

<0.15/<0.25λ

EL-10-30-Ci-VIS-LD-MV

-1.5 to+3.5 dpt

1.30

400 – 700 nm

<0.15/<0.25λ

是(-150mm)

EL-10-30-Ci-NIR-LD-MV

-1.5 to+3.5 dpt

1.30

700 – 1100 nm

<0.15/<0.25λ

是(-150mm)

EL-10-30-TC建议安装在一个30毫米的环架上。 相关的机械图纸如下图1所示。图2显示了C-mount外壳的图形。 该外壳在两侧均有螺纹,并在外壳中显示M4螺纹孔,用于安装在光学柱上。 图3显示了工业C-mount EL-10-30-Ci的图。 这个外壳是椭圆形的,没有M4螺纹孔,但是C形安装螺纹在其余一侧都像C型安装座一样。 除了外壳和连接器外,EL-10-30-C和EL-10-30-Ci的性能是相同的。

电气连接

工业设计EL-10-30-Ci配有6针Hirose连接器。从Optotune(P / N CAB-6-100)可以获得1米长的连接EL-10-30-Ci到EL-E-4i驱动器的电缆。 EL-10-30-TC和EL-10-30-C具有10厘米长的FPC连接,与Molex0.5mm间距6路FPC后挡板连接器(P / N 503480-0600)兼容。EL-10-30镜头都具有一个具有256字节内存的SE97B温度传感器。

传输范围

光学流体和膜材料都在400至2500nm的范围内是透明的。 由于膜是弹性的,它不能使用标准工艺进行涂覆,因此预期会反射3-4%。可以根据需要涂覆眼镜。 图7和图8显示了我们两个标准宽带涂层(可见光和近红外)以及定制窄带涂层的透射光谱:

下图(图9)仅表示透镜材料的透射,即假设玻璃镀膜。

激光损伤测量

对于1064nm的波长,透镜材料的CW损伤阈值为10kW / cm 2。进一步损坏

用脉冲激光器进行测量,结果如下:

·1064nm,125 ns脉冲在50 kHz,损伤在2.6J / cm2

·1064nm,10 ps脉冲在50 kHz,损伤在2.05J / cm2

·532nm,1 ns脉冲在300 kHz,损伤为0.19J / cm2

·532nm,1 ns脉冲在300 kHz,损伤在0.11J / cm2

对于1064nm,超过2000h的长期测量显示透镜的光学特性没有劣化或变化。该测量的参数为:在100kHz和40mJ / cm 2注量时为100ns脉冲。对于532nm,超过60h的测量结果没有显示镜片的光学特性的降低或变化。该测量的参数是:10ns-脉冲为30 kHz和1.4mJ/ cm2注量。虽然脉冲激光器没有观察到透镜加热,但是200W CW激光器会使透镜加热,

导致聚焦漂移,其在约10秒后稳定。为了避免由于反射吸收表面引起的镜片加热,建议计算这种反射,不要使用超过8毫米的透镜孔径。

波前质量

原则上,Optotune的聚焦可调透镜呈现球面透镜形状。由于使用的膜是弹性的,所以透镜的形状受重力的影响。 结果总结在图10中。当透镜水平放置(光轴垂直)时,EL-10-30系列镜头的RMS波前误差目前在0.1λ(在525nm处测量),允许高质量成像例如 在显微镜下。 当镜头直立(光轴水平)时,要添加Y-coma项。

重力引起的Y-coma项取决于透镜的尺寸,液体的密度和膜的机械性能。 虽然孔径小于5mm的透镜不太重要,但对于C型安装LP版本,其占据约0.1λ,C-mount MV版本为0.2λ,EL-10-30。 EL-10-30透镜的不同变化之间的区别是膜的设计。EL-10-30-C(具有LP版)的较强的膜降低了重力效应,然而在 焦距调谐范围(EL-10-30-C-VIS-LD-LP为4屈光度,EL-10-30-C-VIS-LD为7.5屈光度,EL-10-30为14屈光度) -VIS-LD,参见图6)。

温度影响

透镜加热有两个后果:开始,光学流体的折射率降低。 第二,流体膨胀。 虽然开始效果会增加焦距,但第二个效果会降低焦距。 使用EL-10-30设计,第二个效果占主导地位。 聚焦距离每10°C升高降低约0.7屈光度。

这种温度效应是系统和可重复的。 这意味着如果已知温度,则可以控制焦距。 EL-10-30镜头均配有内置温度传感器(SE97B)。 如果在高电流下驱动或由于吸收大功率激光而在室温下升温。 在这种情况下,透镜使用导热金属夹安装。 对于定制设计,可以平衡两种温度效应,使得在一定焦距下聚焦偏移变得最小。

分辨率和重复性

焦距的步长被当前驱动器的DAC的分辨率所限制。对于高精应用,建议使用12位驱动程序。由于电流和焦功率之间的关系是线性的, EL-10-30-C-VIS-LD约0.0018 Dpt。

与压电系统不同,EL-10-30无滞后。通过线圈的电流产生一个直接转移到弹性膜上的力。系统没有摩擦。这意味着在恒定温度下,在交流电流之间跳跃将产生相同的焦距。温度变化的影响如上所述。 Optotune的镜头驱动器4提供了焦距功率模式,利用存储在镜头(SE97B的EEPROM)中的校准数据。在10至50°C的工作温度范围内实现的重现性通常为0.1屈光度。镜头驱动程序手册中提供了有关焦点功率模式的更多详细信息。

驱动线圈的电阻和电感

原则上,可以使用DC电压(例如甚至简单的电池)或电流源驱动EL-10-30。 然而,透镜的焦距取决于流过线圈的电流,线圈的电阻随温度变化(25℃时为12.5欧姆),线性速率为3.93%/℃。 这就是为什么,为了获得高稳定性,建议使用电流源。 注意,该温度效应在几秒钟内可见,并且与上述光学流体的膨胀无关,其大约为数分钟。对于交流运行,线圈的电感取决于频率,是一个重要的参数。

驱动程序和电源

Optotune提供自己的USB驱动器,分辨率为0.1 mA。 它包括温度传感器的I2C读数,可用于温度补偿。

还有许多可选的现成产品可用于控制EL-10-30:

·通过0-5 V模拟信号进行外部控制的激光二极管的精密恒流驱动器(例如EdmundOptics NT56-804或NT84-355)

·对于手动控制的应用(0.1 mA分辨率):TTi QL355

·对于具有USB / RS232电脑控制的应用(0.1 mA分辨率):TTi QL355P

·对于手动控制的低精度应用(1 mA分辨率):TTi EL301R

·用于USB计算机控制的低精度应用(1 mA分辨率):Quakko HY3005DP

也可以使用频率在20 kHz至50 kHz之间的脉冲宽度调制(PWM)驱动镜头。另一个有用的组件是Analog Devices的ADN8810可编程精密电流源,具有12位分辨率,可以通过 SPI接口。

响应时间

根据步长,当前步骤的上升时间在2-4 ms的范围内。 但是,直到镜头固定才需要大约15 ms。 图显示了用光电二极管测量的电流步骤的光学响应。

测量在室温下进行。

该系统略微过阻尼,图中的频率响应示出了约150和600Hz的谐振频率。然而,为了实现更短的建立时间,建议从步骤功能中去除这些频率。此外,通过应用过冲步骤功能可以提高建立时间。测试表明,透镜的动力学在两个方向和不同电流范围内都相似。使用EL-10-30-C降低到0 mA的速度更快的事实是因为执行器实际上撞到了外壳。通常建议操作10mA以上以避免这种影响,因为它可能会缩短镜头的使用寿命。通过优化的驱动信号,稳定时间降至5ms以下。图示出了使用三个串联的低通滤波器(300 Hz)滤波的驱动信号的响应行为的示例。下图显示了使用两个光电二极管测量的当前步骤的光学响应。具有较小孔径的镜头实现更短的建立时间,降至约2ms。

衰减图中振荡的另一种方法是使用标准无源元件。 该电路图示于图的左侧。 它类似于扬声器中使用的LC低通滤波器,转换速率为12 dB /倍频程(二阶)。 由于EL-10-30,-C和-Ci的阻抗相似,该电路适用于EL-10-30系列的所有成员。 在图的右侧,示出了EL-10-30-LP对矩形电流步长(10%-90%)的光学响应。 LC电路的参数对应于165 Hz的截止频率,显示出良好的阻尼性能。 作为权衡,响应时间稍微增加到大约5毫秒。

大气压力和低温性能

按工作原理,大气压力对镜头无影响。 这已被验证为10-4毫巴的值。 此外,具有LD材料的EL-10-30适用于低温操作。 透镜可调至低至230K的温度。对于更低的温度(例如在250K下为3s,在230K下为60s),镜片的响应时间增加。 对于低于220 K的温度,透镜冻结,但在低于10 K的测试中没有观察到损坏。镜头的透射与工作温度无关

自体荧光

具有LD材料的EL-10-30不是自动荧光的,可用于荧光显微镜。

安装紧凑型EL-10-30-TC的可能性

寿命

EL-10-30已经通过了相关的环境和加速老化试验,如表2所示。

EL-10-30定制版本的订购信息

对于自定义版本,请使用以下部件号的概念:

H = TC:带FPC连接器的紧凑型外壳

   C:带FPC连接器的C型外壳

&nbs, p; Ci:带Hiros, e连接器的工业C-mount外壳

AR = VIS:可见宽带抗反射涂层(400-700nm

   NIR:近宽带红外防反射涂层(700 - 1100 nm)

   1064:1064nm的窄带防反射涂层

   NOC:无涂层

MAT = HR:高折射透镜材料(nD = 1.559)

      LD:低色散透镜材料(nD = 1.300)

RANGE = 12D:聚焦调谐范围从8到20屈光度(EL-10-30-TC镜头的标准)

         MV:机器视觉选项:包括-150 mm焦距偏移镜头,可实现-666 mm(-1.5 dpt)的无焦度到+286 mm(3.5 dpt)的总焦距调节范围。 注意:标准EL-10-30-C和-Ci镜片,无MV选项范围为5至10屈光度。

示例:EL-10-30-C-NOC-LD是指具有10毫米孔径和30毫米外径(C型安装外壳)的定制电可调透镜,具有未涂覆的眼镜,低色散透镜材料和焦距调节范围, +5至+10 dpt。

''''''

主要应用:

机器视觉

显微技术

生物识别系统

光学相干断层成像

激光显示


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