抛物面反射镜的设计

发表的维克多argueta

抛物面镜是用来收集或分配能量的光学系统。它们有广泛的应用,从水加热系统的太阳能集热器到显微镜和望远镜,以及日常手电筒。理解抛物面镜最常见的方法是一束平行于光轴的光束从弯曲的镜面反射回来,并聚焦在一个点上。抛物面镜与球面镜的不同之处在于它能极大地减小球面像差和彗差。


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。一种抛物面镜的表示。光轴上的平行光线聚焦在一点上。图片来自维基百科。


离轴抛物面镜


使用抛物面镜系统的一个不太明显的问题是,接收器/收集器必须放置在抛物面镜的焦点上,在镜子表面造成阴影,限制了可以收集的能量。解决这个问题的一种方法是使用离轴抛物面镜。离轴抛物面镜基本上是一个抛物面镜的部分,通常是一个不包括原始抛物线顶点的部分。然后光束被聚焦在远离抛物线的地方,这样接收器就不会产生阴影。


在设计离轴抛物面镜时,一个重要的参数是离轴角——光束从曲面反射的角度。角度将取决于用于创建离轴镜的抛物线的截面。剖面越靠近抛物线顶点,角度越小。


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


当使用现成的光学组件时,这个离轴角度被限制在特定的值(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反射涂料。

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


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