Gids voor optische prisma's: typen, materialen, coatings en inkoopcontroles

Een koper stuurt een offerteaanvraag voor 500 rechthoekige prisma's: poten van 20 mm, N-BK7-glas, een straalhoek van 90 graden en bijna niets anders op de tekening. Drie offertes komen binnen een week terug en komen met een verschil van 40 procent terecht. De opening is zelden het glas. Het gaat om de hoektolerantie, het aantal gecoate vlakken, de afschuiningsspecificatie en of de hypotenusa is gepolijst voor totale interne reflectie of gewoon is geslepen.

Prisma's gedragen zich beleefd tijdens een demonstratie in een klaslokaal en meedogenloos tijdens een echte bijeenkomst. Een hoekfout van 30 boogseconden lijkt onschuldig op een inspectiecertificaat en verandert in een zichtbare vlekverschuiving zodra de straal nog eens 600 mm door het systeem gaat. Dat is de hele reden waarom dit onderdeel een specificatiegesprek verdient in plaats van een prijsvergelijking.

Wat een optisch prisma met een straal doet

Een optisch prisma is een transparante vaste stof met platte, gepolijste vlakken die de richting, het pad of de spectrale inhoud van het licht verandert door breking, totale interne reflectie of beide.

Drie mechanismen doen bijna al het werk, en elk stelt andere eisen aan het onderdeel.

Breking. Licht buigt af bij elk luchtglasgrensvlak. De afwijking is afhankelijk van de tophoek en de brekingsindex, dus hoektolerantie en indextolerantie stapelen zich op elkaar.
Dispersie. De index verschuift met de golflengte. Daarom verlaat blauw licht een verstrooiend prisma onder een grotere hoek dan rood. Essentieel bij spectroscopie, ongewenst in een beeldvormingspad waar het zichtbaar wordt als kleurranden.
Totale interne reflectie. Licht dat buiten de kritische hoek een glas-luchtgrens bereikt, reflecteert met een zeer hoog rendement en heeft geen coating nodig. Het addertje onder het gras is dat een vingerafdruk, een stoffilmpje of een fijn krasje op dat gezicht de reflectie stilletjes omzet in verstrooiing.

90 graden Straaldraaiing geproduceerd door een standaard rechthoekig prisma

10 boogsec Hoektolerantie die typisch is voor prisma's van beeldkwaliteit; interferometrie vraagt om strakker

4 procent Lichtverlies op elk ongecoat luchtglasoppervlak bij normale inval

Werkdefinitie: een prisma stuurt of scheidt licht door vlakke gepolijste vlakken. Als het onderdeel door een gebogen oppervlak werkt, is het een lens, en de tekening, de metrologie en de prijsstructuur veranderen allemaal met dat ene verschil.

De belangrijkste prismatypen en de taak die ze allemaal uitvoeren

Het prismatype volgt het lichtpad dat u nodig heeft, dus de vorm moet als laatste worden gekozen en de functie als eerste.

Veel voorkomende typen optische prisma's en de lichtpadtaak die elk ervan uitvoert.
Rechthoekig prisma	Buigt een straal 90 graden door totale interne reflectie of een gespiegelde hypotenusa	Periscopen, camerazoekers, straalvouwen op compacte banken	Of de hypotenusa nu TIR-gepolijst of gecoat is
Duif prisma	Roteert een afbeelding zonder deze om te keren	Beeldrotatie in draaiende steunen, interferometers	Lengte-diafragmaverhouding en uitlijning van de rotatie-as
Penta-prisma	Behoudt een constante afwijking van 90 graden, zelfs als het prisma kantelt	Uitlijningsgereedschappen, afstandsmeters, landmeetkundige optica	Afwijkingstolerantie in plaats van een enkel hoekcijfer
Dak prisma	Keert het beeld om terwijl het optische pad wordt gevouwen	Verrekijkers, telescopen	Kwaliteit van de dakrand en of fasecoating nodig is
Gelijkzijdig verspreidend prisma	Scheidt wit licht in zijn golflengtecomponenten	Spectroscopie, golflengteselectie, lesbanken	Tophoek, materiaalspreiding, vlakheid van het oppervlak
Wigprisma	Stuurt een straal onder een kleine vaste hoek	Beamsturing, lijngeneratoren, padcorrectie	Wighoek en de richting van de afwijking
Polariserende straalsplitserkubus	Splitst licht op basis van polarisatietoestand	Laseroptiek, interferometrie, microscopie	Extinctiegraad en kwaliteit van de cementlaag

Twee prisma's kunnen er identiek uitzien en toch in totaal verschillende talen worden gespecificeerd. Een rechthoekig prisma dat als inklapbare spiegel wordt gebruikt, wordt beoordeeld op de afwijkingshoek en het uitgezonden golffront; dezelfde kubus die als dispergerend element wordt gebruikt, wordt beoordeeld op tophoek, indexhomogeniteit en interne spanning.

Optische prisma's en lichtgeleiderblokken Blader door algemene optische prisma's en lichtgeleidingsblokken, met prismahoek, brekingsindex en materiaaloverwegingen die relevant zijn voor het vergelijken van het gedrag van rechthoekige en pentaprisma's. Bekijk Product →

Penta-prisma's behouden een afwijking van 90 graden, zelfs als de behuizing enkele boogminuten kantelt. Waar een rechthoekig prisma zou afdrijven als de montage doorbuigt, houdt een pentaprisma de lijn vast, en daarom verschijnt het in uitlijning en draagbare afstandsinstrumenten.

Materiaal- en coatingkeuzes die bepalend zijn voor de prestaties

Materiaal- en coatingkeuzes bepalen de transmissie, thermische stabiliteit en levensduur, en ze beïnvloeden de offerte meer dan de meeste kopers bij eerste beoordeling verwachten.

N-BK7

De standaard voor zichtbaar en nabij-infraroodwerk. Goede homogeniteit, ruime beschikbaarheid en gematigde kosten, met een index rond 1.517 bij 587 nm.

Gesmolten silica

Lagere thermische uitzetting en nuttige UV-transmissie. Aanbevolen voor laserpaden met hoog vermogen en voor instrumenten waarbij een zwaai van 40 graden C de straal niet mag verplaatsen.

Elk ongecoat luchtglasoppervlak verliest bij normale inval ongeveer 4 procent van het licht, dus een prisma met vier gezichten zonder coating kan meer dan 15 procent verliezen voordat de straal de sensor bereikt. Breedband-antireflectiecoatings brengen dat terug tot ruim onder de 1 procent per oppervlak, maar ze vergroten het risico: hechting, vochtbestendigheid en laserschadedrempel moeten nu oppervlak voor oppervlak worden gespecificeerd en getest.

Specificaties die u moet verifiëren voordat u een tekening goedkeurt

Zeven specificaties bepalen of een prisma in uw assemblage werkt, en vijf daarvan ontbreken meestal bij de eerste tekeningrevisie.

Hoektolerantie en referentievlak

Vermeld de hoek, de tolerantie in boogminuten of boogseconden, en vanaf welk vlak de meting begint.

Oppervlaktevorm en uitgezonden golffront

Vlakheid in de randen voor elk gezicht; golffrontfout voor gecementeerde kubussen en bundelsplitsers.

Oppervlaktekwaliteit per vlak

Krasgraven geldt per ondergrond. De hypotenusa van een TIR-prisma verdient doorgaans een strakkere helling dan het ingangsvlak.

Afmetingen, afschuining en randchips

De afschuiningsbreedte en de maximaal toegestane spaangrootte beschermen zowel het verwerkingsrendement als het coatingrendement.

Coatingspecificatie

Reflectiedoel, bereik van invalshoek, golflengteband, hechtingstestmethode en schadedrempel, indien relevant.

Materiaalkwaliteit

Indexhomogeniteit, zeepbel- en inclusieklasse, en interne stress voor polarisatiegevoelige paden.

Milieu- en reinigingseisen

Blootstelling aan vocht, thermische cycli en met welke oplosmiddelen de eindgebruiker de optiek zal reinigen.

Een hoektolerantie zonder vermeld referentievlak is een onvoltooide specificatie. Twee leveranciers kunnen allebei 10 boogseconden leveren en toch onderdelen verzenden die niet kunnen worden uitgewisseld, omdat ze vanaf verschillende oppervlakken met verschillende armaturen hebben gemeten.

Waar prisma's na levering falen

De meeste veldfouten bij prisma's zijn terug te voeren op de hechting van de coating, randschilfers of verontreiniging op een oppervlak met totale interne reflectie in plaats van op het bulkglas.

Verlies van hechting van de coating na het reinigen, meestal gekoppeld aan de keuze van het oplosmiddel of de veegtechniek.
Randchips die verschijnen na ultrasoon reinigen, omdat de afschuining nooit in de tekening is geschreven.
Degradatie van de cementlaag in bundelsplitterkubussen die zijn blootgesteld aan vocht of kortgolvig licht.
Thermische drift waarbij een aluminium behuizing en een glazen prisma met verschillende snelheden uitzetten.
Verontreiniging op de TIR-hypotenusa, die reflectie omzet in verstrooiing zonder enige zichtbare schade.

Een chip van 0,2 mm in de vrije opening van een klein prisma verwijdert veel meer licht dan dezelfde chip op de rand van een venster van 50 mm. Afschuinings- en randchiplimieten horen thuis in de offerteaanvraag, niet in het gesprek na de levering.

De formulering is net zo belangrijk als de cijfers, en de onze checklist voor het kopen van prisma's loopt door de clausules die het waard zijn om in een inkooporder te kopiëren.

Aangepaste prisma's verkrijgen zonder de tolerantie te verliezen

De vraag van de leverancier die ertoe doet, is niet de prijs per stuk, maar of de leverancier de hoektolerantie voor de hele partij kan handhaven en dit met gegevens kan bewijzen.

Changzhou Haolilai Photo-Electricity (HLL) produceert sinds 1998 precisie-optica vanuit een locatie van 35.000 vierkante meter in de Changzhou National High-Tech Zone, met meer dan 300 medewerkers, ISO 9001:2015, ISO 14001:2015 en IATF 16949-certificering, een provinciaal technisch centrum voor precisie-optische lenzen, en exporteert naar meer dan 20 landen. De prismalijn bevindt zich naast lenzen, vensters, spiegels en wafers, zodat een prisma en de aangrenzende optica kunnen worden vergeleken met één tolerantiestapel.

Voordat u een monster goedkeurt, dient u een rapport van het eerste artikel aan te vragen waarin de hoekmeetmethode, een coatingcurve voor elk gecoat oppervlak, een hechtingstestrapport en een bemonsteringsplan voor elke productiepartij worden vermeld in plaats van voor één zorgvuldig uitgekozen onderdeel.

Custom Optical Lenses and Lens Components

Aangepaste optische lenzen en lenscomponenten Bekijk aangepaste optische lensopties in verschillende vormen en maten, met specificatiedetails die handig zijn bij het voorbereiden van monstergoedkeuringen en offerteaanvragen. Bekijk Product →

Zet het referentievlak, de meetmethode en het bemonsteringsplan in de offerteaanvraag. Deze drie lijnen voorkomen meer geschillen dan welke prijsonderhandeling dan ook die daarop volgt.

Tekeningen en tolerantievragen kunnen via de contactpagina ; een pdf met het referentievlak gemarkeerd is meer dan drie e-mails met beschrijving waard.

Veelgestelde vragen

Waarin verschilt een optisch prisma van een blok van gewoon glas?

Een prisma wordt gedefinieerd door zijn specificatie, niet door zijn omtrek. Optische prisma's hebben vlakheids- en hoektoleranties in boogminuten of boogseconden, een gegradeerd materiaal met gecontroleerde bellen en spanning, een gedefinieerde oppervlaktekwaliteit per vlak en meestal een coating. Een glazen blok met dezelfde afmetingen heeft deze niet.

Welke hoektolerantie moet ik aanvragen?

Begin met het systeemfoutbudget, niet met een cataloguspagina. Beeld- en verlichtingspaden zijn gewoonlijk comfortabel bij 30 boogseconden tot 1 boogminuut, terwijl interferometrie- en straalstuursamenstellen vaak een paar boogseconden nodig hebben. Benoem altijd het referentievlak en de meetmethode.

Welk glas past bij een prisma voor zichtbaar licht?

N-BK7 dekt het meeste zichtbare en nabij-infrarode werk tegen redelijke kosten. Kies gesmolten silica voor diepe UV-transmissie, krachtige laserpaden of grote temperatuurschommelingen, en saffier waar infraroodtransmissie of slijtvastheid domineert.

Moet het coaten vóór of na het cementeren plaatsvinden?

Interne oppervlakken moeten vóór het cementeren worden gecoat, wat betekent dat coatingopbrengst en cementopbrengst afzonderlijke risico's zijn die zich opstapelen. Ontwerp de kubus zo dat kritische coatings waar mogelijk op de buitenvlakken zitten en bevestig de uitharding van het cement zonder de gecoate oppervlakken te belasten.

De prismakosten volgen de tolerantie, niet de grootte. Fixeer de functie, vermeld het referentievlak en specificeer de coating per oppervlak, en de volgende reeks aanhalingstekens zal eindelijk vergelijkbaar zijn.