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采用鲍威尔棱镜的均匀线激光器

采用鲍威尔棱镜的均匀线激光器 滨松光子代理
2024-04-19
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导读:深圳易创电子科技有限公司生产的均匀线激光器均选用高品质的原装进口激光二极管、高质量的鲍威尔光学镀膜玻璃透镜、高性能的APC或ACC驱动电路,根据客户需求定制参数(扇角、波长、功率、线宽、工作距离等),

深圳易创电子科技有限公司生产的均匀线激光器均选用高品质的原装进口激光二极管、高质量的鲍威尔光学镀膜玻璃透镜、高性能的APC或ACC驱动电路,根据客户需求定制参数(扇角、波长、功率、线宽、工作距离等),产品可靠,抗干扰能力强,是机器视觉、3D扫描和测量、光谱共焦、生物医疗的最佳选择。

【基础】一字线激光是如何生成的?
能生成一字线激光的器件有柱镜/波浪镜、鲍威尔棱镜和DOE衍射元件,这三种方式比较常见;器件材料有塑料和玻璃。其中前2种方法都属于几何光学的内容,DOE属于衍射光学的技术,它们各有优劣。我们重点讲述以鲍威尔棱镜为主的一字线激光器,其他方法生成一字线的产品,不建议甚至反对用到工业机器视觉领域,特别是3D测量领域。
以下是鲍威尔棱镜实现光束一字线原理示意图,可以看到鲍威尔棱镜有个曲线的屋脊,该屋脊曲线的加工品质将决定一字线激光的品质。如果您熟悉Zemax,模拟设计一下该屋脊曲线的分布函数并与柱镜进行对比分析,就能明白他们的差异。不熟悉也不要紧,记住了三种方法里,鲍威尔棱镜是王者,选它是不闹心的第一步。

第一类闹心事:均匀性指标之谜
      两端亮或中间亮,粗细不均匀,亮度不均匀

  • 两端有断线,中间还挺好

  • 背景杂散光比较多

第一类闹心事的核心还是在于生成一线的器件品质不匹配,比如柱镜天然特性就是边缘会慢慢变暗,波浪镜可以理解为多个柱镜连一起,改善了边缘变暗的程度,但依然存在不均匀。因此,这类器件生成的一字线,其均匀性指标很难达到85%以上,比如容易出现两端断线,但这类产品在直线指示如划线引导等场景,足以满足用户需求,加上用量巨大价格便宜,喜闻乐见,是最常见的一类一线激光器。
DOE类型的一字线,好处是超级薄,也便宜,但容易出现中央零级光斑,在暗物体上易出现离散断点,这类器件也属于指示光源,给人看可以,做个指示光, 无法作为机器视觉3D测量中的信息光源。
鲍威尔棱镜生成的一线激光,才是满足高端工业需求的不二之选,但一样会出现两端亮或两端暗的情况。加工质量符合设计要求的鲍威尔棱镜,可以实现对高斯光束整形为一型光束实现95%以上的均匀性,最佳情况可以实现99%的均匀性指标。
出现上述问题的原因取决于鲍威尔棱镜设计参数与入射光束参数的匹配度,简单讲:假定鲍威尔棱镜设计入射光斑直径D=3 mm,如果实际入射光束直径R=为3.2 mm,那么就会出现两端暗,如果实际入射光斑为2.8 mm,则会出现两端亮,偏差越大,这种不匀程度越大。如下图是调试中,D和R之间0.1 mm差异即可分辨出明显的不均匀性。

明白了这个道理,挑选时就问厂家“你们如何保证入射光斑直径和鲍威尔棱镜匹配”?问得专业,答得专业,才是你不闹心的根本。对于厂家而言,如何提高这种匹配度,则就是核心竞争力了。


第二类闹心事:容易坏,用着就变暗了,激光器还活着但仅微微发光

  • 安装调试时今天是好的,第二天就坏了

  • 放到客户现场,过几天就坏了

  • 随着时间,逐渐变


原因非常简单:电流过阈值导致LD被击穿或LD长期处于规格书中Max上限值工作。网上一搜一大把的驱动电路原理图,可以用,但魔鬼隐藏于细节。
出现这种情况的情形包括:电路设计有问题,无ESD保护或使用了不恰当的电容器件。LD激光二极管属于静电敏感器件,很脆弱娇贵怕静电。分析了很多恒流源设计电路,有PWM信号调节存在过冲电流、刚上电瞬间峰值电流尖刺、外接地电流泄露等各种问题,甚至有些驱动板针对A厂LD很稳定,B厂LD就容易出现问题。存在这些问题的电路,如果有厂家封好为成品无需外接控制卡时,不容易暴露出问题,但机器视觉领域总是要外接控制卡与相机同步,这样就会暴露出这类产品的局限性。
怎么解决和避免这类事情?做好防静电措施,安装调试环境必须良好接地、人员带静电环操作、增加释放静电装置,可以有效避免安装调试中的问题。


……

未完,请点击阅读原文。

【声明】内容源于网络
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滨松光子代理
代理经销滨松光子、海曼等知名厂商的光电半导体、倍增管、温度传感器,自主生产光电模块、激光器等。有二十年从业经验,秉承工匠精神,持恒精进,为客户提供专业服务。
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滨松光子代理 代理经销滨松光子、海曼等知名厂商的光电半导体、倍增管、温度传感器,自主生产光电模块、激光器等。有二十年从业经验,秉承工匠精神,持恒精进,为客户提供专业服务。
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