在日常激光應(yīng)用中，由光源發(fā)出的光，一般都會(huì)有不均勻的現(xiàn)象，如果這些光不經(jīng)過(guò)處理直接使用，那么光源的成像就會(huì)出現(xiàn)亮度不一的情況，復(fù)眼透鏡是由一系列小單元透鏡組合形成。將雙排復(fù)眼透鏡陣列應(yīng)用于照明系統(tǒng)，可以獲得高的光能利用率和大面積的均勻照明。利用雙排復(fù)眼透鏡陣列，實(shí)現(xiàn)均勻照明的關(guān)鍵在于提高其均勻性和照明亮度。

復(fù)眼透鏡可廣泛應(yīng)用于顯示器、投影、3D打印、光刻照明、照相機(jī)、手機(jī)、投影儀、安防監(jiān)控等消費(fèi)電子和天文學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)以及航空航天等領(lǐng)域。

問(wèn)：復(fù)眼透鏡如何實(shí)現(xiàn)均勻？它有什么優(yōu)勢(shì)？

答:復(fù)眼透鏡陣列實(shí)現(xiàn)均勻照明的原理是：與光軸平行的光束通過(guò)第一塊透鏡后聚焦在第二塊透鏡的中心處，第一排復(fù)眼透鏡交光源形成多個(gè)光源像進(jìn)行照明，第二排復(fù)眼透鏡的每個(gè)小透鏡將第一排復(fù)眼透鏡相對(duì)應(yīng)的小透鏡重疊成像于照明面上。由于第一排復(fù)眼透鏡將光源的整個(gè)寬光束分為多個(gè)細(xì)光束照明，且每個(gè)細(xì)光束范圍內(nèi)的垂軸不均勻性，處于對(duì)稱位置細(xì)光束的相互疊加，使細(xì)光束的垂軸不均勻性獲得補(bǔ)償，從而使整個(gè)孔徑內(nèi)的光能量得到有效均勻的利用。

從第二排復(fù)眼透鏡射出的光斑通過(guò)聚光鏡聚焦在照明屏上。這樣，照明屏上光斑的每一點(diǎn)均受到光源所有點(diǎn)發(fā)出的光線照射。同時(shí)，光源上每一點(diǎn)發(fā)出的光束又都會(huì)重疊到照明光斑上的同一視場(chǎng)范圍內(nèi)，就會(huì)得到一個(gè)均勻的光斑。

光源勻光簡(jiǎn)圖：

圖 2

光學(xué)設(shè)計(jì)效果圖：

圖 3

通常市場(chǎng)上常見(jiàn)的復(fù)眼大致分為兩種：石英玻璃復(fù)眼和塑料復(fù)眼。石英玻璃復(fù)眼因其具有耐高溫、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好、透光性能好等特點(diǎn)，相比塑料復(fù)眼更具優(yōu)勢(shì)，常常用于曝光機(jī)、微顯示器和較高端的家電等領(lǐng)域。據(jù)市場(chǎng)調(diào)查顯示，石英玻璃復(fù)眼在市場(chǎng)上的使用每年呈20%增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

石英玻璃復(fù)眼與塑料復(fù)眼的區(qū)別：

圖 4

石英玻璃復(fù)眼與塑料復(fù)眼激光照射后比對(duì)圖：

圖 5

問(wèn)：怎樣去區(qū)分復(fù)眼的品質(zhì)呢？有什么設(shè)備可以區(qū)分？

答：除了傳統(tǒng)的測(cè)試方法，還可以選用高科技的、精準(zhǔn)的測(cè)試方法。我們?cè)黾恿斯獍邷y(cè)試機(jī)和透過(guò)率測(cè)試儀，光斑測(cè)試機(jī)可以根據(jù)打出來(lái)的光斑尺寸大小、形狀以及銳利程度來(lái)判斷。一般來(lái)說(shuō)，正常的光斑四邊比較銳利，聚光效果較好，不正常的光斑則四邊比較圓滑，四邊的光斑會(huì)向四周散開(kāi)，聚光效果極差。透過(guò)率測(cè)試儀則可以通過(guò)透光測(cè)試所展現(xiàn)出來(lái)的曲線圖來(lái)辨別出材質(zhì)是否能達(dá)到我們所要的透過(guò)率及鍍膜波段的穩(wěn)定性。

圖 6

圖 7

未來(lái)的發(fā)展方向：

隨著光學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，許多光學(xué)技術(shù)得以獲得廣泛應(yīng)用。石英玻璃復(fù)眼透鏡作為光學(xué)透鏡的后起之秀，經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，得到了市場(chǎng)的認(rèn)可，在激光的應(yīng)用上，每年呈現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。相信在未來(lái)的發(fā)展中會(huì)越來(lái)越好！

審核編輯：湯梓紅