線性成像物鏡是激光掃描係統中一種常用的具有特殊要求的透鏡係統。激光掃描係統用某種信息經電光效應、聲光效應調製的激光束,經擴束鏡擴束後再經旋轉反射鏡或旋轉多麵體(ti) 的掃描元件而改變方向,最後經聚焦用的線性成像物鏡在接收器上成一維或二維的掃描像。從(cong) 而,激光掃描係統將時間信息變成了可記錄的空間信息。
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線性成像物鏡的光學參數
線性成像物鏡是激光掃描係統中一種常用的具有特殊要求的透鏡係統。激光掃描係統如下圖1所示。用某種信息經電光效應、聲光效應調製的激光束,經擴束鏡擴束後再經旋轉反射鏡或旋轉多麵體(ti) 的掃描元件而改變方向,最後經聚焦用的線性成像物鏡在接收器上成一維或二維的掃描像。因此,激光掃描係統將時間信息變成了可記錄的空間信息。根據掃描器和聚焦透鏡的位置不同,可分為(wei) 透鏡前掃描(圖a)和透鏡後掃描(圖b)兩(liang) 種。
上次,我們(men) 簡要介紹了線性成像物鏡的結構,這一篇來介紹下線性成像物鏡的光學參數。線性成像物鏡的光學參數應由使用要求出發,並考慮光信息傳(chuan) 輸中各環節(光源、調製器、偏轉器、記錄介質)的性能來確定。
一是F數。由於(yu) 使用高亮度的激光光源,所以不必依據亮度,而應根據記錄的光點尺寸來確定下數。由於(yu) 像質達到衍射極限,像點的尺寸即為(wei) 衍射斑直徑d,其大小為(wei)
式中,D由透鏡通光直徑、掃描器通光直徑和高斯光束的光斑直徑所確定,不是與(yu) 實際通光孔徑形狀有關(guan) 的常數,。若通光孔為(wei) 圓孔,則光斑為(wei) 艾裏斑,
。根據用途不同,激光掃描記錄儀(yi) 的光點尺寸也不同。
二是焦距。焦距由要求掃描的像點排列的長度L和掃描角度決(jue) 定,即
當掃描長度一定時,與(yu)
呈反比關(guan) 係。在F數一定時,應盡可能用大的
角,小的
,以減小透鏡和反射鏡尺寸,從(cong) 而減小棱鏡表麵角度的不均勻性和掃描軸承的不穩定性造成的不利影響。又由於(yu) 入射光瞳位於(yu) 掃描器上,在實現像方遠心光路時,
小可以使物鏡與(yu) 掃描器之間的距離減小,使儀(yi) 器軸向尺寸減小。但L一定時,
小
就大,這給光學設計帶來了困難,使光學係統複雜,加工製造成本增大。反之,儀(yi) 器縱向尺寸加大,使用不便。實際工作中,應綜合考慮各方麵因素,反複權衡,才能最後確定。
大多數線性成像物鏡屬於(yu) 小相對孔徑(一般下F數為(wei) )大視場的遠心光學係統,要求具有一定的負畸變,在整個(ge) 視場上有均勻的光強度和分辨率,不允許軸外漸暈存在,並要達到衍極限性能。玻璃材料的質量與(yu) 透鏡表麵的均勻性要求比一般透鏡更為(wei) 嚴(yan) 格。
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