抛物面反射镜的设计

发表的维克多argueta

抛物面镜是一种用于收集或分配能量的光学系统。它们有广泛的应用,从用于水加热系统的太阳能收集器到显微镜和望远镜,以及日常手电筒。最常见的理解抛物面镜的方法是,一束平行于光轴的光束会从弯曲的镜面反射,并聚焦在一个点上。抛物面镜与球面镜的不同之处在于它大大降低了球面和彗差。


图1所示。抛物面镜的表示。平行于光轴的光线聚焦在一点上。图片来自维基百科。

图1所示。抛物面镜的表示法平行于光轴的光线聚焦于一点。图片来自维基百科。


离轴抛物面镜


使用抛物面镜的系统有一个不太明显的问题,即接收器/收集器必须放置在抛物面镜的焦点上,在镜面上产生阴影,从而限制了可收集的能量。解决这个问题的一个方法是使用离轴抛物面镜。离轴抛物面镜基本上是抛物面镜的一部分,通常这一部分不包括原始抛物线的顶点。然后光束被聚焦到远离抛物线的地方,这样接收器就不会产生阴影。


设计离轴抛物面镜的一个重要参数是离轴角,即光束从曲面反射的角度。这个角度取决于用于创建离轴反射镜的抛物线的截面。截面距离抛物线顶点越近,角度就越小。


图2只;离轴镜。离轴角是一个重要参数,它取决于用于创建离轴反射镜的抛物线的截面。从Thorlabs形象。

图2。离轴镜。离轴角度是一个重要的参数,它取决于用于创建离轴反射镜的抛物线的截面。从Thorlabs形象。


当使用现成的光学元件时,这个离轴角仅限于特定的值(例如15、30和45度)。然而,定制光学的优势之一是,我们可以根据您的特定需求设计这个角度,并使用适合应用和波长的镜面涂层。

要了解更多关于光学系统中使用的不同镜子,请参阅我们之前的帖子用于紫外和红外系统的“热”和“冷”反射镜。


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