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用于显微镜的液体透镜

时间:2021-09-16 来源:新特光电 访问量:1048

在显微镜领域,快速Z轴聚焦和图像稳定性一直是一个艰难的权衡。由于速度慢(步进电机Z轴执行器)或小行程和振动(压电定位器),步进电机Z轴或压电定位器等当前技术正在影响生命科学业务的吞吐量。一直有必要将两种不同的技术结合起来以克服这些瓶颈,从而增加了系统的复杂性和成本。

用于显微镜的液体透镜

我们的可调焦液体镜头提供了一种多功能、紧凑且具有成本效益的解决方案来克服这一挑战。由于没有平移力学,液体镜头可以在几毫秒内对焦,结合粗调和精细对焦范围,确保无振动和可靠性,使用寿命长达数十亿次。一个特别有趣的用例是使用液态镜头进行z轴堆叠、获取3D信息 (DFF) 或计算具有扩展景深 (EDOF) 的图像。

用于显微镜的液体透镜

优点

  • 快速Z轴堆叠

  • 无振动

  • 工作距离范围大

  • 无色差

  • 使用寿命长(>1B循环)

显微镜的快速Z聚焦和图像稳定性

显微镜的快速Z聚焦和图像稳定性

在哪里集成液体镜头

非远心配置

液体透镜在显微镜系统中最直接的集成是将其放置在物镜正上方,这对于无限远校正物镜尤其实用。这种配置的优点是可以实现非常大的 Z 范围。例如,在 40 倍放大倍数下,具有5屈光度调谐范围的液体透镜将产生大约160微米的工作距离范围。Z轴范围内的放大倍数变化呈线性且可重复。

非远心和远心视觉

非远心和远心视觉

无倍率变化的远心配置

不希望放大倍率变化的显微镜系统需要一种液体透镜不影响放大率的配置。这可以通过将其放置在共轭瞳孔位置的中继透镜系统中来实现。在非远心配置中,可实现的Z轴范围通常更小。

放大率的变化是线性的,可以通过软件进行补偿

放大率的变化是线性的,可以通过软件进行补偿

无散斑荧光照明

Optotune 的激光散斑减少器可用于在使用激光进行照明时提高图像质量。典型的配置是将激光聚焦到振荡扩散器上,并通过 4f 系统将光斑成像到多模光纤中。

无散斑荧光照明

使用电动聚焦可调透镜EL-10-30在显微镜中进行轴向聚焦的示例

液体透镜EL-16-40-TC

EL-16-40-TC具有16毫米的通光孔径,是世界上最大的电动可调焦镜头,广泛应用于机器视觉、显微镜、眼科设备中的屈光矫正等应用中,它的设计在很多方面都得到了优化:

  • 光圈比其前身EL-10-30大60%,光通量提高2.5倍

  • 可调透镜可以从平坦的零态变成平凹或平凸透镜,从而实现高达-10至+10屈光度(-250至+250mA)的焦距调谐范围

  • 该设计经过优化,可将热漂移效应降至最低至0.02 dpt/°C,并且通过内置温度传感器,可实现典型的 +/- 0.05 屈光度的总体再现性

  • 响应时间和稳定时间分别为5毫秒和25毫秒,这仍然比大多数机械替代品要快几个数量级

  • 将镜片成形器集成到容器内可实现可调镜片的最高定位精度

EL-16-40-TC可提供用于OEM集成的紧凑形式,但也提供多螺纹适配器和用于工业用途的坚固Hirose连接器,其中可调镜头可以轻松地与现成的成像镜头结合使用。

左图:EL-16-40-TC带螺纹适配器(OEM 版本),右图:EL-16-40-TC带螺纹适配器(工业版)

电动调焦镜头EL-10-30-C 和 EL-10-30-Ci

电动调焦镜头EL-10-30-C是机器视觉、显微镜、生物识别系统和光学相干断层扫描等应用的理想选择,使用它设计更快、更紧凑的光学系统,无需复杂的机械装置。通过施加0到300mA的电流,10 毫米光圈镜头的焦距可以在几毫秒内调整到特定值。EL-10-30-C的两侧还带有螺纹,便于安装,并且可以用固定焦距偏移镜头替换盖板玻璃,允许根据您的应用要求自由调整焦距范围。

电动调焦镜头EL-10-30-C

左图:EL-10-30-C(OEM版),右图:EL-10-30-Ci(工业版)

电动调焦镜头EL-10-30-C有两种主要的光学配置:

  • 基本配置具有平面盖板玻璃和200mm至100mm的焦距调谐范围,使其成为微距成像的最佳选择。

  • “MV”配置针对机器视觉市场进行了优化。它包含一个负偏移镜头,因此整个焦距调整范围从略微负向下降到286毫米,使其成为与无限远校正定焦镜头组合的理想选择。

激光散斑衰减器(LSR)

激光散斑衰减器只不过是移动的漫射器,主要应用于激光散斑减少和光束均匀化,但它们的驱动方式绝对是独一无二的。其中磁阻LSR于2016 年推出,特别适合需要大幅面玻璃漫射器的应用。这种方法的基础是一个单一的薄钢结构,它通过用电流脉冲驱动线圈来产生共振,产生强大的磁阻。由于高 q 因子,即使对于重型玻璃漫射器,也能以低功耗实现 800um 范围内的大振幅。磁阻 LSR带有集成执行器的紧凑型设计,集成在柔性电缆上的驱动电子设备中,适用于不同的扩散器材料,具有适用于恶劣环境和使用寿命长等特点。

磁阻LSR

磁阻LSR

我们还可以基于其新的电磁驱动平台定制LSR,该平台支持2D中的大通光孔径和大圆振幅。这些器件可以用高能效的PWM驱动器驱动。如果需要,可以添加闭环控制。当放置在中间图像平面中时,此类设备适用于平视显示器 (HUD) 中的去斑。

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