使用冷热镜设计光学系统

由...出版维克多argueta.

用于选择特定波长的滤波器在光学系统中是常见的。在我们的显微镜设计制品我们解释了使用二向色镜选择荧光波长。在一些应用中,光学工程师需要过滤高(UV光)或较低频率(IR Light)。这些类型的过滤器称为“热”或“冷”镜子。


例如,在视频投影机的设计中,我们希望光引擎可以提供最高量的流明。无论您是设计电影投影机还是为教室设计DLP,投影机传递的亮度都将定义屏幕的距离和环境光条件,投影机最适合使用。

投影仪中常见的光源是金属卤化物灯泡。卤化物比LED光源(但不是激光光源)更亮,也更便宜,但它们有几个缺点:寿命短,会变得很热,并产生大量的紫外线。特别是,热和紫外线是不受欢迎的条件,因为热会降低一些光学元件,而紫外线会伤害其用户。

我们如何摆脱热量和紫外线灯?嗯,你使用热或冷视的组合。图1显示了具有单个DLP的投影仪系统的简单图。在该图中,我们可以看到在光源之后,我们有一个热镜:二向色滤光器,反射紫外线和透射可见和红外光。在滤色器和中继镜头之后,我们有另一个过滤器。该过滤器(冷镜)将传输IR波长并反射可见光。从本质上讲,两个镜子都创造了一个带通可见光滤光片。


图1.单个DLP投影机的布局。来自churchtecharts.org的图像

图1.单个DLP投影机的布局。图片来自Churchtecharts.org.

现在,我们如何设计和制造热门/冷镜?


使用薄膜干扰原理建造二向色滤清器。薄膜是具有不同折射率的结构,厚度通常小于光波长。光将在基板,本胶片和空气之间反弹,从而产生干涉图案,这将是建设性或破坏性的。可以设计一种薄膜,该薄膜产生低于400nm的破坏性干扰:低于400nm的光不会被传输,而是反映。图2示出了仅在每个接口处的一个反射和单个薄膜结构的基本配置。


图2。简单的薄膜结构及其建设性和破坏性干扰方程

图2。简单的薄膜结构及其建设性和破坏性干扰方程

我们可以在单个基板上创建多个薄膜,这会锐化截止波长或增加受影响频率的数量。二向色镜的一个优点是它们具有比传统凝胶的过滤器更长的寿命:它们的行为是基于薄膜材料的物理性质,其由于热量或吸收而降低。


我们最近将热镜插入VR耳机应用程序,并在许多过去的程序中使用了镜像。如果您对项目中使用此类镜子有疑问,请向我们删除一条线。


Baidu