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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

時間：2022/8/10閱讀：241
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所有使用者都想擁有一臺在自己關心波段擁有比較大響應率的相機.而相機窗口的透過率曲線往往對相機在某個波段是否有著高響應度起著至關重要的作用。與沒有增透膜的普通窗口相比,經過精心設計的雙層增透膜窗口可以很大限度的減少窗口兩個表面光反射的損失,從而提高透過率。但是當選擇增透膜窗口后,通常也會有所犧牲,因為增透膜一般只對特定波段優化,這樣便無法在全波段(BB)擁有好的透過率。所以有時可能也需要選擇沒有增透膜的窗口,從而可以讓相機在整個波段(紫外-紅外)都有比較好的透過率.

另一個關鍵點是一些應用需要使窗口產生的邊緣效應（Fringing effect）降到比較低，這種效應的產生與光的干涉密切相關。邊緣效應的產生是由于窗口基底材料具有標準具效應（etaloning effect)，當獲取圖像或光譜時它就會導致微弱的線疊加效果，從而對拍攝結果造成影響。由于這種情況是結構的干擾導致，通常當射入光為相干光時發生，特別當入射光波長在700nm以上時尤為明顯。通常使用一個非平行面的楔型窗口可以把這種效應降到比較低，因為它可以破壞相關光的干擾。

 

 

在考慮使用哪種類型窗口時通常可以從以下幾點考慮：

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

 

 

相機窗口材料以及特性

Andor可以提供兩種窗口材料供選擇：UV級熔融石英以及氟化鎂

UV級熔融石英（FS）：UV級熔融石英由二氧化硅形成，它是一種人工合成的非結晶性無定形材料，可以在近紅外，可見以及180nm以上的紫外區域提供很好的透過率。相比于同樣是由二氧化硅組成的石英，它的結構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，它的均勻性和透過率要好于UV級熔融石英。但UV級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率。一般情況下它通常被用在紫外波段，比較低可以透過120nm的光。然而MgF2有輕微的雙折射效應，所以在制造窗口時會使材料的C軸與系統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通常會選擇真空紫外級材料來作為窗口材料。即使在不使用防反射膜的條件下它在整個波段仍然有著良好的透過率。不過防反射膜仍然可以進一步提高這種材料的透過率。當然造價也比較昂貴。

 

對應不同波長透過率曲線防防反射膜

Figure1展示了不同窗口選項的透過率曲線。其中的兩條是對應沒有鍍膜的氟化鎂（MgF2）和UV級熔融石英的，其余是已經在窗口兩個表面鍍了不同增透膜的窗口曲線。其中代碼的解釋在Table 1.

 

 

Figure1

Table 1: 對Figure 1中使用的縮寫進行解釋

 

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，VUV/VV-真空紫外，NIR/NR-近紅外，WN-窗口，

ENH-增強，AR-防反射膜，MgF2/MF-氟化鎂，W-楔型，U-非楔型，FS-UV級熔融石英，BB-寬光譜范圍

 

楔型窗口

以下是Andor相機光窗內部的機械尺寸,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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