什么是天博综合app官网登录光学？
天博综合app官网登录光学元件是专门用于操纵天博综合app官网登录光的组件，该天博综合app官网登录光通常是相干的，单色的，经常极化，有时是高强度。天博综合app官网登录光学元件的形式和应用是如此多样化，以至于很难概括它们，但是它们几乎必须始终被捏造至高精度才能成功运行。
天博综合app官网登录光学元件与他们服务的应用程序一样多样，从光纤通信微观电视到仪表级望远镜镜像。他们通过几乎每种类型的光/物质相互作用来操纵天博综合app官网登录束，包括折射，反射，衍射，极化和光谱选择性过程，非线性效应，甚至散射。
天博综合app官网登录光学元件的制造使用类似多样的工具箱。从传统的磨削和抛光（具有自动化和计算机控制的变化）到单点钻石，光刻，一系列成型和复制方法，全息技术以及一系列薄膜涂层过程。。
但是，天博综合app官网登录光学器件中有一些统一因素。首先，它们几乎总是需要保持天博综合app官网登录束的原始波前质量。这对于保留使天博综合app官网登录光独特（如空间亮度和连贯性）的特质至关重要。光线损坏由光学限制系统效率以及聚焦天博综合app官网登录器并保持其光束轮廓的能力。这适用于大多数应用，无论是材料处理，手术，显微镜，流式细胞仪还是电信。在制造方面，最小化波前变形通常需要具有高度准确的表面形状并使用非常均匀的材料进行光学。
天博综合app官网登录光学元件通常还必须产生最小的散射，因为这可以降低天博综合app官网登录系统效率并引入噪声。这降低了从成像到材料处理的所有事物的性能。最小化散射也是避免天博综合app官网登录引起的高功率天博综合app官网登录光学损伤的关键因素。制造低散射光学的第一步通常是产生低表面粗糙度的组件表面。
天博综合app官网登录光学几乎总是薄膜涂层，但Brewster Windows除外。同样，这通常是为了提高性能。例如，大多数透射天博综合app官网登录光学器件都使用抗反射涂层来最大程度地提高吞吐量并最大程度地减少虚假（幽灵）反射。薄膜涂层通常比Optic的底物材料更耐用，因此涂层也可以用于保护光学表面并延长组件寿命。连贯钻石过涂层（doc） 是一个杰出的例子。
鉴于该主题的真正广泛范围，本文将概述一些最重要的，最广泛的天博综合app官网登录光学措施。这些描述在以下内容中，此列表绝不是全面的。
镜头
镜片是折射传播光学元件，在一个或两个维度中浓缩或扩散天博综合app官网登录光。由于它们主要与单色光一起使用，因此色差（具有波长的镜头焦距的变化）很少关注天博综合app官网登录镜头。 因此，单元素透镜（没有颜色校正）对于许多简单的任务都足够了，其中光学元件完全可以单轴运行。例子是伸展光束的望远镜以及聚焦和准直镜头。实际上，一个单元素聚焦的镜头非球面形状 可以在基本上以衍射极限（理论上最佳性能）提供轴上性能。
但是，至少在其他两个实例中，通常需要更复杂的多元素镜头系统。第一个是低f-number系统（f-number =镜头系统焦距/光圈）。特别是在f/3以下，大多数单元素球形镜头的性能与衍射极限大大不同。多元素球形表面聚焦镜片以及非球面用于解决此问题。
多元素系统的第二个应用程序是那些不纯粹轴心术但必须涵盖特定视野的应用程序。 F-Theta扫描镜头 就是一个例子。需要多个元素来创建一个光学元件，该光学元件集中在平面（而不是弯曲的表面）上，并且在田间边缘还可以达到良好的聚焦点大小。
镜像
128022_128044，尤其是硅，铜，铝和金，经常用于反射可见和红外天博综合app官网登录束。对于输出约10 µm的天博综合app官网登录器，从金属基板制作镜子并简单地将裸露的金属表面用作镜子并不少见。金属和金属涂层的镜子的优势通常是较低的成本。
需要较高的反射率，以达到更高的天博综合app官网登录损伤阈值水平，或者需要精确的极化控制时，采用薄膜涂料。最简单的天博综合app官网登录线薄膜反射器通常是一堆交替的高和低折射率材料，每种材料在天博综合app官网登录波长处的四分之一波厚。通过建立这种类型的许多层，常规实现了99.9％以上的反射率值。
但是，带有此类涂层的镜子相对狭窄。这意味着它不能在设计为精确的天博综合app官网登录波长之外的波长上使用。同样，所有薄膜镜涂层的峰值反射率都以角度移动。因此，设计用于0°入射角的天博综合app官网登录线镜不能在45°下使用，反之亦然。可以设计宽带全dielectric（薄膜）镜子，可在更广泛的波长和入射角范围内使用。但是，这些峰值反射率的价值有很小的牺牲。
BeamSplitters
Beamsplitter是光学器件，它反映了某些入射天博综合app官网登录能量并传输其余的。这种效应可能高度依赖于极化。有时这是一个缺点，但在其他情况下，它是专门利用的，以分开或结合正交极化。
beamsplitter也可以取决于波长。在这种情况下，它可以用于分离具有不同波长的两个同轴天博综合app官网登录束。一个例子是Dichroic Beamsplitter反映了a nd：yag天博综合app官网登录器的基本波长（1064 nm），并传输其第二个谐波（532 nm）。
Beamsplitter的最常见格式是CUBE类型和板类型。立方体类型的Beamsplitter由两个直角棱镜组成，它们在其斜边形成一个立方体。 Beamsplitter涂层进行了其中一个棱镜的斜边。其他四个脸通常是防反射涂层的
Cube和板型束式板块执行相同的功能，但构造的构造方式非常不同。这给了他们不同的特征，从而在各种应用中带来了优势和缺点。
板型束式板块是平行（或通常稍微楔入）板的平面。通常在第一个表面遇到Beamsplitter涂层，第二表面具有抗反射涂层。
立方体和板型束板板具有其独特的特征，从而在各种应用中带来了优势和缺点。例如，板型束式板块通常更紧凑，更轻，生产成本也较低。但是，当以0°的入射角以外的任何其他方法使用时，它们会产生不需要的次要反射，从主反射梁中偏移。它们还抵消了传输的光束，这可以使系统设计更加复杂和更加困难。
Cube Beamsplitters消除了不需要的次要反射的问题，并在传输梁中取消了任何偏移。它们通常还可以在更广泛的入射角上更好地工作。生产具有对极化敏感且在更广泛的波长范围内的涂层的涂层生产的立方体梁弹圈也更容易。但是，立方体梁弹置可以较不耐用，并且对温度变化更敏感。
偏振组件
大多数天博综合app官网登录器发出偏光灯，并且有许多不同的光学器件和旨在操纵，分析或利用这种极化的设备。从概念上讲，最简单的视频是线性偏振器。它只是以特定方向的极化为导向的光线通过光，并阻止在任何其他方向上极化的光。线性偏振器可用于执行许多功能。如果将其旋转在两极分化的天博综合app官网登录束中，它将充当可变的衰减器 - 天博综合app官网登录的调光开关！
改变天博综合app官网登录束的极化状态的最基本光学器件之一是四分之一波板。这些线性极化的光转换为圆形极化的光或反向。半波板旋转输入线性极化光的极化方向。随着半波板本身的物理旋转，这种旋转可以平稳地从0°到90°变化。
极化旋转器和线性极化器（OR）偏光梁）可以合并以制作FARADAY隔离器。这些是光的“单向阀”。这些是防止反射光重新输入天博综合app官网登录器的特别有用的设备，这可能会造成损坏或引起操作不稳定。 Faraday隔离器通常在高功率工业天博综合app官网登录系统中执行此功能。
Faraday隔离器使用偏振梁的组合和磁性活性晶体（将光的偏振平面旋转45°）产生了一个仅通过一个方向传递天博综合app官网登录束的设备。
基于更复杂的极化天博综合app官网登录光学是电气调制器（EOM）。。喜欢Faraday隔离器，它采用了旋转透射光的极化平面的晶体。但是，在这种情况下，效果由施加的电场而不是磁场控制。这称为pockels效果。
为了制作强度调节器，电晶晶体与线性偏振器配对。当输入天博综合app官网登录束的偏振平面与线性偏振器对齐时，梁会传输。当调整施加的电压以使晶体相对于线性偏振器将晶体旋转90°旋转，然后将梁挡住。通过改变电压，可以调节发射的天博综合app官网登录束强度，通常以多个MHz的速度调节。
高能天博综合app官网登录（HEL）光学
确切构成什么没有具体的定义高能天博综合app官网登录光学，但从本质上讲，这些组件与具有高峰值能量或通量值的天博综合app官网登录器一起使用。具体而言，这意味着功能水平将损害使用传统手段产生的大多数光学元件，或者至少显着降低其有用的寿命。
有许多天博综合app官网登录诱导的损伤机制，它们取决于几个因素，包括天博综合app官网登录波长，脉冲能，峰值功率，脉冲形状等。但是，大多数损害往往是由于散装吸收引起的加热，由天博综合app官网登录脉冲的高电场引起的介电击穿或由多光子吸收引起的雪崩崩溃引起的。
高能天博综合app官网登录光学元件的功能与已经描述的（镜头，镜子，极化器等）相同。但是，必须非常谨慎地控制这些组件的材料，抛光和涂层，以最大程度地减少运行时的各种损坏机制。
这通常从材料选择开始。即选择固有地显示出高天博综合app官网登录诱导的损伤阈值（LIDT）和低吸收的底物材料。当然，实际材料本身必须具有很高的纯度和质量。然后，必须仔细监控和控制随后的处理（塑形，涂层甚至包装）的每一步，以最大程度地减少污染。 HEL光学元件通常是在干净的房间环境中制造的。
表面粗糙度通常在Lidt中起作用，因此专门的抛光技术经常用于HEL制造。甚至可以专门选择所使用的抛光剂量以最大程度地减少污染和随后的损坏。
为HEL Optics生产薄膜涂料本身就是整个学科。同样，所使用的材料及其纯度至关重要。另外，可以专门优化涂料设计以增强导热率和散热。同样，涂料可能被设计为抑制非线性光学效应，例如谐波产生或自我关注，在高能级下更为明显。
超快光学
超快天博综合app官网登录器的光学和涂料（飞秒或picsecond范围内的脉冲持续时间）是另一个不同类别的组件。这样做的主要原因有两个。
首先，超快天博综合app官网登录器不像大多数其他天博综合app官网登录器那样单色。这是因为超快天博综合app官网登录器的基本物理学决定，随着脉冲的较短，输出的光谱带宽（波长的范围）会增加。例如，由该产生的12个FS脉冲Coherent Vitara天博综合app官网登录以800 nm为中心，但带宽约为100 nm。
超快光学的第二个区别因子是它们通常具有很高的峰值功率。这些功率水平会导致前面提到的天博综合app官网登录引起的损害的问题。
由超快脉冲的较大带宽引起的关键问题不是色差，因为它可能是用于与可见光使用的光学元件的成像。相反，问题是组速度分散（GVD）。
GVD发生，因为超快脉冲的不同波长成分以略有不同的速度通过材料传播。因此，当超快脉冲通过视频或涂层时，较短的波长比较长的波长出现了一点。这增加了脉搏长。
超快脉冲不是单色的，而是由一系列波长组成。脉冲越短，这种光谱传播就越宽。当超快脉冲通过材料时，色散会导致较短的波长移动慢于较长的波长。这会随着时间的推移扩散 - 脉冲宽度增加。脉冲压缩镜会使更快的波长进入涂层以扭转这种效果。
脉冲长度的增加会根据使用而产生多个问题。首先，它降低了在时间分辨光谱等应用中的时间分辨率。它还降低了影响任何取决于非线性现象的应用的脉冲峰功率，例如多光子成像或汽车光谱。
一个重要类的UltraFast光学‘分散镜。’这些是专门设计用于管理超快天博综合app官网登录脉冲的分散效果的薄膜涂层的高反射器。
这些光学在概念上简单的原理上工作。它们基本上由一堆多个高反射器涂层组成，每个涂层都调整为略有不同的波长。
现在考虑一种设计，其中较短的波长反射器位于涂层的顶部，并且较长的波长反射器在堆栈中更深。在反射之前，较长的波长必须在涂层之前走得更远，这需要更多的时间，并允许脉搏的“较慢”组件赶上它们。这具有重新压缩的脉冲，该脉冲已经传播了，因为它以前经过了另一个分散组件。
分散镜通常用于故意延长脉冲。例如，在进入放大器之前，可以用分散镜延长脉冲。这降低了其峰值功率，并降低了由于极高的天博综合app官网登录通量而损坏放大器光学元件的可能性。放大脉冲后，将其重新压缩回其原始的较短脉冲宽度，另一个色散镜与第一个相反的效果。这称为chired脉冲放大（CPA）。
此概述仅涉及几种类型的天博综合app官网登录光学器件，并提供了简化的解释，以说明它们的工作方式以及使用它们的原因。通过探索广泛的范围来了解更多信息相干天博综合app官网登录光学