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シリンドリカルレンズ について

シリンドリカルレンズは、単一方向のみの倍率の変更が必要な用途に使用します。 このシリンドリカルレンズには、球面のレンズと同様の理論と公式を適用する事が出来ますが、 二次元ではなく一次元的に考える必要があります。 このレンズは、点像から線像への変換、および像の幅を変えることなく高さを変更(もしくはその逆)に使用します。 メレスグリオでは、標準タイプのガラスレンズ、および精密グレード合成フューズドシリカ製レンズの2 つのシリーズの製品をご用意しています。
  • ショット社のBK7 ガラス製標準タイプガラスレンズは、コストパフォーマンスに優れた製品です。 用途として、スリットやラインセンサーへの照射、レーザーラインジェネレータ、および非対称ビームの拡大などが考えられます。
  • 精密グレードの合成フューズドシリカ製レンズは、標準タイプのガラスレンズに比べ厳しい公差で製造され、 優れた面精度を有しています。 加えてBK7 と比較した場合に、使用可能な波長域が広く(180 〜2100 nm )、分散と熱膨張係数が小さく、 熱ショックや傷に強いなどという利点が備わっています。 このレンズは、バーコードスキャニング、ホログラフィ、光学的な情報処理と計算、およびレーザープロジェクションなど、 コストよりも優れた波面の質が優先される用途に使用されます。
平凸および平凹、2 つのシリーズの形状をご用意しています。平凸レンズは正の焦点距離を持ち、集光または収束、 ラインビームの生成に適し、一方平凹レンズは負の焦点距離を持ち、ビームの拡散に適します。 本章に掲げるレンズにはコーティングが施されていませんが、「コーティングの特性」に掲げるコーティング番号を製品番号に追記する事により施す事が可能です。

アプリケーションノート
シリンドリカルレンズによる非対称ビームのコリメートの方法
シリンドリカルレンズは、一方向のみの倍率調整が必要な用途に使われ、一方向に結像するだけですが球面レンズと同じ結像公式が成り立ちます。 例として、出射角7.5°×30°のダイオードレーザーの楕円形状の出力光を、円形状のビームにコリメートしてみましょう。 最初に、1 枚目のシリンドリカルレンズでビームを一方向についてコリメートし、それから2 枚目のシリンドリカルレンズでそれと直交する方向についてもコリメートします。 ここで、2 枚のレンズの焦点距離の比が2つのビーム拡がり角の比にほぼ等しくなる必要があります。

レーザーダイオードの位置に各レンズの焦点が来るようにすれば、コリメートされたビームが得られます。
2 枚のレンズの主点間距離がちょうど焦点距離の差、f2 −f1 、 になるように配置します。レンズの平面側の間の距離でいうと、fb2 −fb1 になります。 コリメート光の出射側にレンズの凸面を向けると、収差が小さくなります。 ビーム幅が各レンズの有効径を越えないように注意して下さい。 各レンズの焦点位置にレーザーダイオードがあるのですから、図に示すように、f1 =6.35 mm 、f2 =25.4 mm として、 各レンズの位置での最大ビーム径は次のように計算できます:
w1 =2f1 tan θ1 =7.34 mm 、w2 =2f2 tan θ2 =6.68 mm



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