Линейка конденсоров для согласования апертур (F-matcher)
Конденсоры служат для согласования рабочих апертур при формировании изображения. Используемые со световодом, наши конденсоры изменяют выходную апертуру пучка, выходящего из световода, согласуя её со входной апертурой спектрального прибора.
Применение конденсора F-matcher позволяет:
- Согласовывать апертуры световодов с апертурами спектральных проиборов.
- Обеспечивать хорошее качество изображения по высоте щели наших спектральных приборов.
- Уменьшать рассеянный свет.
|
|
|
Описание и принцип работы
Излучение, выходящее из световода, распространяется в пределах телесного угла, определяемого числовой апертурой волокна. Поэтому без специальных устройств это затрудняет эффективный ввод излучения в спектральный прибор: происходит потеря части излучения (снижается эффективность), а внутри спектрографа или монохроматора оказывается много рассеянного света.
На рис.1 и рис.2 представлены два способа введения излучения из световода в спектральный прибор. В первом случае (рис.1) демонстрируется способ введения излучения во входную щель монохроматора или спектрографа непосредственно из световода. Из рисунка видны все недостатки такого способа, которые устранены в случае использования специального устройства согласования апертур (рис.2). Благодаря такому устройству выходная апертура световода согласована со входной апертурой спектрального прибора. При этом появляется возможность избежать значительного рассеянного света внутри прибора и эффективно использовать всё излучение, выходящее из световода.
В случае, когда свет из оптического волокна направляется непосредственно в спектральный прибор, часть энергии теряется, если угол, под которым излучение выходит из световода больше угла, под которым это излучение входит в монохроматор, и/или если размер волокна больше размера щели. Эти потери можно оценить с помощью коэффициента потерь (Кп):
где (F1/#) - фокальное число световода,
(F2/#)- фокальное число спектрального прибора,
V - коэффициент виньетирования, который равен 1 только в случае, если размер световода меньше размеров входной щели спектрального прибора; иначе V < 1.
Таким образом чем больше коэффициент потерь, тем меньше энергии теряется при вводе излучения. В случае применения нашего конденсора, согласующего выходную апертуру световода с входной апертурой спектрального прибора, отношение и коэффициент потерь (Кп) зависит только от коэффициента виньетирования V . Следует помнить, что поскольку конденсор имеет линейное увеличение β крат, то размер изображения световода на входной щели спектрального прибора будет соответственно иувеличен в β раз. Виньетирование же будет отсутствовать (V = 1), только когда размер изображения световода будет меньше размеров входной щели спектрального прибора. Конденсор также можно использовать на выходе спектрального прибора для ввода излучения в световод. В этом случае размер изображения выходной щели уменьшится соответственно в β раз.
|
|
Рис.1 Ввод излучения в спектральный прибор непосредственно из световода.

Рис.2 Ввод излучения из световода в спектральный прибор с помощью устройства апертур.

|
Если световод представляет собой набор жил (например, жила с 5-ю волокнами диаметром 200мкм каждое, расположенных на расстоянии 400 мкм друг от друга - как показано на рис.3), то на входную щель спектрального прибора придет изображение торца световода. Качество данного изображения напрямую зависит от качества изображающей системы – конденсора.
Наличие в конструкции конденсоров F-matcher сменных диафрагм позволяет свести к минимуму попадание рассеянного света в спектральный прибор. Также предусмотрена возможность установки 6-ти либо 8-мипозиционного фильтрового колеса со сменными светофильтрами. На все конденсоры линейки F-matcher при работе со световодами могут устанавливаться держатели световода, которые позволяют проводить точное позиционирование торца световода по трем взаимно перпендикулярным направлениям, включая направление вдоль оптической оси.
Задние отрезки конденсоров F-matcher могуть изменяться в соответсвии с предпочтительным рабочим спектральным диапазоном.
В таблице 1 приведены основные характеристики линейки конденсоров F-matcher. Среди них есть как универсальные средства для согласования апертур, так и инструменты, специально разработанные для работы в определенных условиях.
Наши специалисты проконсультируют Вас по любым вопросам и исходя из Ваших задач и условий работы Вашей системы подберут конденсор из нашей линейки F-matcher либо предложат новую конструкцию, оптимизированную специально под ваши требования.
|
|
Рис.3 а). Использование простого двухлинзового конденсора

Рис.3 б). Использование конденсора линейки F-matcher

|