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東方閃光(北京)光電科技有限公司
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Andor CCD窗口選擇

時(shí)間:2022/8/10閱讀:272
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所有使用者都想擁有一臺(tái)在自己關(guān)心波段擁有比較大響應(yīng)率的相機(jī).而相機(jī)窗口的透過(guò)率曲線(xiàn)往往對(duì)相機(jī)在某個(gè)波段是否有著高響應(yīng)度起著至關(guān)重要的作用。與沒(méi)有增透膜的普通窗口相比,經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的雙層增透膜窗口可以很大限度的減少窗口兩個(gè)表面光反射的損失,從而提高透過(guò)率。但是當(dāng)選擇增透膜窗口后,通常也會(huì)有所犧牲,因?yàn)樵鐾改ひ话阒粚?duì)特定波段優(yōu)化,這樣便無(wú)法在全波段(BB)擁有好的透過(guò)率。所以有時(shí)可能也需要選擇沒(méi)有增透膜的窗口,從而可以讓相機(jī)在整個(gè)波段(紫外-紅外)都有比較好的透過(guò)率.

另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是一些應(yīng)用需要使窗口產(chǎn)生的邊緣效應(yīng)(Fringing effect)降到比較低,這種效應(yīng)的產(chǎn)生與光的干涉密切相關(guān)。邊緣效應(yīng)的產(chǎn)生是由于窗口基底材料具有標(biāo)準(zhǔn)具效應(yīng)(etaloning effect),當(dāng)獲取圖像或光譜時(shí)它就會(huì)導(dǎo)致微弱的線(xiàn)疊加效果,從而對(duì)拍攝結(jié)果造成影響。由于這種情況是結(jié)構(gòu)的干擾導(dǎo)致,通常當(dāng)射入光為相干光時(shí)發(fā)生,特別當(dāng)入射光波長(zhǎng)在700nm以上時(shí)尤為明顯。通常使用一個(gè)非平行面的楔型窗口可以把這種效應(yīng)降到比較低,因?yàn)樗梢云茐南嚓P(guān)光的干擾。

 

 

在考慮使用哪種類(lèi)型窗口時(shí)通??梢詮囊韵聨c(diǎn)考慮:

1.窗口材料以及特性

 

2.是否需要使用雙層防反射膜

 

3. 是否需要使用楔型窗口

 

 

相機(jī)窗口材料以及特性

Andor可以提供兩種窗口材料供選擇:UV級(jí)熔融石英以及氟化鎂

UV級(jí)熔融石英(FS):UV級(jí)熔融石英由二氧化硅形成,它是一種人工合成的非結(jié)晶性無(wú)定形材料,可以在近紅外,可見(jiàn)以及180nm以上的紫外區(qū)域提供很好的透過(guò)率。相比于同樣是由二氧化硅組成的石英,它的結(jié)構(gòu)和特性有著非常大的不同,石英是一種晶體且有著雙折射效應(yīng),它的均勻性和透過(guò)率要好于UV級(jí)熔融石英。但UV級(jí)熔融石英有著很高的損傷閾值可以與高功率激光連用,且它在近紅外區(qū)也能提供很好的透射率,甚至在2um以上也可以使用。

氟化鎂(MgF2):MgF2可以在真空紫外或者深空紫外以及近紅外波段都能提供很好的透過(guò)率。一般情況下它通常被用在紫外波段,比較低可以透過(guò)120nm的光。然而MgF2有輕微的雙折射效應(yīng),所以在制造窗口時(shí)會(huì)使材料的C軸與系統(tǒng)光軸方向平行并且垂直于窗口表面。由于它在紅外波段的透射范圍可以達(dá)到7um以上,所以它同樣是一種比較好的紅外波段選擇。Andor通常會(huì)選擇真空紫外級(jí)材料來(lái)作為窗口材料。即使在不使用防反射膜的條件下它在整個(gè)波段仍然有著良好的透過(guò)率。不過(guò)防反射膜仍然可以進(jìn)一步提高這種材料的透過(guò)率。當(dāng)然造價(jià)也比較昂貴。

 

對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)透過(guò)率曲線(xiàn)防防反射膜

Figure1展示了不同窗口選項(xiàng)的透過(guò)率曲線(xiàn)。其中的兩條是對(duì)應(yīng)沒(méi)有鍍膜的氟化鎂(MgF2)和UV級(jí)熔融石英的,其余是已經(jīng)在窗口兩個(gè)表面鍍了不同增透膜的窗口曲線(xiàn)。其中代碼的解釋在Table 1.

 

 

Figure1

Table 1: 對(duì)Figure 1中使用的縮寫(xiě)進(jìn)行解釋

 

Window Type

1

2

3

4

5

6

Name

‘Broadband VIS-NIR’

‘NUV-Enhanced’

‘VIS-NIR Enhanced’

‘Bose-Einstein 780nm’

‘Broadband VUV-NIR’

‘VUV-UV’

Window Code xx– diameter y- wedged/ unwedged

WNxxFS(BB-VS-NR)y

WNxxFS(NUV-ENH)y

WNxxFS(VS-NR-ENH)y

WNxxFS(780nm)y

WNxxFS(BB-VV-NR)y

WNxxMF(VV-UV)y

Region of optimization

BB from the Visible to Near Infrared

Enhanced for Near Ultraviolet

Enhanced for Visible-Near Infrared

Wavelength of 780nm

BB from Vacuum Ultraviolet to Near Infrared

Extended for Vacuum Ultraviolet

Material

UV grade Fused Silica (FS)

MgF2

Coating

AR both Sides

AR both Sides

AR both Sides

AR both Sides

Substrate Only

Substrate Only

Diameter Options (xx) (mm)

35, 45, 60(U)

35, 45

35, 45

35, 45

35, 45, 60(U)

35, 45

Wedge Options (y) W-wedged U- unwedged (Normal wedge ½ degree)

W/U

U only

W only

W only

W/U

U only

UV-紫外, NUV-近紫外,VIS/VS-可見(jiàn),VUV/VV-真空紫外,NIR/NR-近紅外,WN-窗口,

ENH-增強(qiáng),AR-防反射膜,MgF2/MF-氟化鎂,W-楔型,U-非楔型,F(xiàn)S-UV級(jí)熔融石英,BB-寬光譜范圍

 

楔型窗口

以下是Andor相機(jī)光窗內(nèi)部的機(jī)械尺寸,包括光窗后表面到芯片的距離.

 

 

Table 3: Summary of the key dimensional data for each camera family

 

1

2

3

Unwedged

Wedged

AR Coating (if present)

Diameter

Distance (Win to Sensor)

Thickness

Wedge Angle

Thickest edge

Thinnest edge

Diameter Inside

Diameter Outside

Camera Model

DIA (mm)

D (mm)

T

θ°

T1

T2

AR – φ1(mm)

AR – φ2(mm)

iXon DU897

35

5.55

1.5

0.5

1.8

1.5

25.4

33

iXon DU888

35

5.55

1.5

0.5

1.8

1.5

25.4

33

iXon DU860

35

5.55

1.5

0.5

1.8

1.5

25.4

33

iXon Ultra

35

5.50

1.5

0.5

1.8

1.5

25.4

33

iKon-M

35

4.15

1.5

0.5

1.8

1.5

25.4

33

Clara

35

5.54

1.5

0.5

1.8

1.5

25.4

33

iKon-L

60

6.70

2.3

No Wedged Option

40

44

Neo

45

5.74

2.5

0.5

1.9

1.5

36

40

Zyla

45

4.91

2.5

No Wedged Option

36

40

Newton

45

7.14

1.5

0.5

1.9

1.5

36

40

iDus

45

6.64

1.5

0.5

1.9

1.5

36

40

iVac

45

4.11

1.5

0.5

1.9

1.5

36

40

Newton-BRDD

49.5

7.14

2.3

1.0

2.3

1.4

40

44

iDus-BRDD

49.5

7.14

2.3

1.0

2.3

1.4

40

44

iDus-LDC-DD

49.5

7.14

2.3

1.0

2.3

1.4

40

44

iVac-LDC-BRDD

49.5

7.14

2.3

1.0

2.3

1.4

40

44

 

 

 

 

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