Geringe sphärische Aberration
Aspherab©-Kondensoren bestehen aus vier Elementen. Drei positive Elemente kollimieren das gesammelte Licht, ein negatives Element gleicht die sphärische Aberration der positiven Elemente aus. Die Elemente sind in einem Tubus mit einem Durchmesser von 86 mm eingebaut. Die Apertur der meisten Kondensoren beträgt 69 mm. Die Rückplatte des Linsenhalters ist aus Keramik. Keramik ist gegen die hohen Temperaturen von Bogenlampen und Quarz-Wolfram-Halogenlampen bis 1000 W beständig.
Wann sollte Aspherab© eingesetzt werden?
Für die meisten Anwendungen sind keine Aspherab©-Kondensoren erforderlich. Ein einfaches Linsensystem aus zwei Elementen reicht oft aus, z. B. ein Achromat. Asphärische Linsen können die sphärische Aberration fast vollständig reduzieren, die asphärischen Linsen für den UV-Berecih sind jedoch sehr teuer. Asphärische Linsen aus Pyrex© sind erhältlich.
Aspherab-Kondensoren sind für anspruchsvolle Anwendungen geeignet, die einen stark fokussierten Fleck benötigen. Tabelle 1 und Abb. 1 veranschaulichen dies und enthalten einen Vergleich von Aspherab©-Kondensoren mit anderen Linsensystemen.
Technischer Hinweis
Bemerkungen zur sphärischen Aberration
Die sphärische Aberration eines Kondensors steigt mit zunehmendem Sammelwinkel. Dies ist besonders bei einem großem Sammelwinkel (F/0,7) ein Problem. Bei einer punktförmiger Quelle erzeugt ein Kondensor mit sphärischer Aberration einen konvergierenden und nicht einen parallelen Strahl. Beim Fokussieren dieses Strahl entsteht keine punktförmige Abbildung, sondern ein diffuser Fleck. Anders gesagt, ein ideal paralleler Strahl wird durch einen Kondensor mit sphärischer Aberration als diffuser Fleck abgebildet.
Sphärische Aberration wird für jede Zone einer Linse als Differenz zwischen den Brennweiten der Strahlen durch die Zone und Strahlen durch die Mitte der Linse ausgedrückt. Zu Vergleichszwecken können wir den Prozentsatz der sphärischen Aberration definieren wie folgt:
Hier gilt:
Fe = Brennweite für Strahlen in einer kreisförmigen Zone, in der gilt: Radius r = K*R, wobei gilt: R = voller Radius der Linse.
Fc = Brennweiten für Strahlen durch die Linsenmitte
Fc und Fe werden gemessen, wenn ein ideal paralleler Strahl (d. h. mit der Lichtquelle im Unendlichen) auf die Linse trifft.
Tabelle 1 – Sphärische Aberration von typischen F/0,7 Mehrelement-Kondensoren
|
Kondensor |
Sphärische Aberration*
(S.A.) (%) |
Brennweite |
|
Mitte (K=0) |
Bei K=0,707 |
Rand K=1 |
| Ideale Linse |
0 |
50 |
50 |
50 |
| Oriel Aspherab© |
0,25 |
50 |
49,87 |
49,75 |
| Typische Linse mit 4 Elementen** |
1 |
50 |
49,5 |
49 |
| Typische Linse mit 3 Elementen** |
2 |
50 |
49 |
48 |
| Typische Linse mit 2 Elementen** |
4 |
50 |
48 |
46 |
Abb. 1 – Zwei Anwendungen eines Linsensystems. In (a) wird ein ideal paralleler Strahl fokussiert. In (b) wird Licht aus einer Punktlichtquelle gesammelt und dann mit einer Linse mit 250 mm Brennweite fokussiert. Die Flächen der Mindestfokusgröße werden gezeigt.
Wahl des Aspherab®-Kondensors
Vier Aspherab®-Kondensoren sind verfügbar, die sich in Material und Brennweite der Linsenelemente unterscheiden. Tabelle 2 enthält eine Liste dieser Modelle. Wenn ein Aspherab®-Kondensor mit einem Oriel Lampengehäuse von Newport verwendet werden soll, muss der Durchmesser des Lampenkolbens und die Leistung der Lampe berücksichtigt werden.
Tabelle 2 - Aspherab® Kondensoren
|
Aspherab® |
Öffnungsverhältnis |
Material |
Spektralbereich (nm) |
Verwendbare Lampen |
Max. Lampendurchmesser (mm) |
| 66061
|
F/0,7 |
Kronglas |
350 - 2500 |
Bogenlampen und QTH-Lampen bis 300 W |
39 |
| 66062
|
F/0,7 |
Kronglas und Fused Silica |
350 - 2500 |
Bogenlampen und QTH-Lampen bis 1000 W |
39 |
| 66063
|
F/0,7 |
Fused Silica |
200 - 2500 |
Bogenlampen und QTH-Lampen bis 1000 W |
35* |
| 66099
|
F/1,4 |
Fused Silica |
200 - 2500 |
Bogenlampen und QTH-Lampen bis 1000 W |
46* |
Transmission
Aufgrund der Oberflächenreflexionen von jedem Element beträgt die axiale Transmission für Aspherab® 70 bis 75%. Als Sonderanfertigung können die Elemente auf beiden Seiten mit einer Antireflexbeschichtung versehen werden, sodass sich die Transmission auf ~85% verbessern lässt. Wenn ein kleiner, kollimierter Strahl fokussiert werden soll (33 mm oder kleiner), sollte eine Fokussierlinsengruppe verwendet werden.
Montage
Montage auf optischen Tischen
Die Halterung 66112 für Aspherab®-Kondensoren kann auf einem optischen Tisch montiert werden. Langlöcher in der Grundplatte der Halterung 66112 ermöglichen die Grob-Positionierung des Fokus. Um die Halterung auf die optische Achshöhe unserer großen Lampengehäuse anzupassen, können Abstandsstücke oder eine vertikale Verstelleinheit verwenden werden.
Montage an Oriel Lampengehäusen
Bogenlampen- und QTH-Lichtquellen mit integrierten Aspherab®-Kondensoren sind erhältlich. Um Lichtquellen nachträglich mit einem Aspherab®-Kondensor auszustatten, kontaktieren Sie einen Vertriebs-Ingenieur für das erforderliche Montagezubehör.
Abb. 2 – Abbildung des Aspherab®-Kondensorlinsensystems und der 66112 Aspherab®-Halterung.
