鲍威尔透镜介绍

鲍威尔透镜类似于曲面弧顶的圆形棱镜，它是一种激光线发生器，将狭窄的激光束拉伸成均匀照射的直线。

鲍威尔透镜与简单的柱面透镜相比，是一字直线发生器性能上的巨大飞跃。柱面透镜产生的直线效果很差，整条线受到不均匀的高斯激光束的限制。鲍威尔透镜的曲面弧顶实际上是一个复杂的二维非球面曲线，会产生大量的球差，从而沿直线重新分布光；减少中心区域的光线，同时增加线条末端的光线强度。从生物医学、汽车装配到3D扫描等机器视觉应用中都使用了非常均匀的照明线。

发散角度

鲍威尔透镜扇形角的宽度是玻璃折射率和顶角的函数。对于给定的投影距离，曲面弧顶越陡峭，折射率越高，扇形角度越宽，直线越长。小发散角通常使用中等折射率n=1.5的光学玻璃，大发散角度由高折射率n=1.8或更高的光学玻璃，以有效地减少屋顶的陡峭角度。

鲍威尔棱镜的直径通常为6mm和8.9mm，发散角有7°、10°、15°、20°、30°、50°、60°、75°、90°、110度等，目前有两端有亮点和两端无亮点两种。

激光光束尺寸

入射激光束的大小确定了激光线的宽度（粗细）。准直的激光二极管具有椭圆形的光束横截面，可通过调节光斑大小实现细线或粗线的功能。

窄的入射光束的示例

宽的入射光束的示例

在窄的入射光束方向下，光束的主轴线平行于鲍威尔透镜顶板，并产生了聚焦深度较小的细激光线。在宽的入射光束方向下，光束的主轴线垂直于鲍威尔透镜顶板，并产生了具有较大聚焦深度的粗激光线。在以上图形中，发散角在镜头附近被截断。下图清楚地显示了光束形状/方向对线宽的影响。

窄的入射光束-细线（窄的景深）

宽的入射光束-粗线（宽的景深）

窄的入射鲍威尔透镜的射线路径

宽的入射光束鲍威尔透镜的光路

鲍威尔透镜的性能和物理特性受光束宽度的影响。明显的区别是在用作安装表面的平坦出口面上的发散角的足迹。必须注意确保安装硬件不会截取发散光。

线的均匀度

鲍威尔透镜的性能对入射激光束的特性以及透镜非球面的质量很敏感。对于要求苛刻的应用，通过将鲍威尔透镜与激光模块的特定光束特性进行匹配，可以很好地获得均匀照明的激光线。

鲍威尔透镜的均匀性不是绝对的特性，它取决于测试技术。例如，均匀性测试将取决于是否正在评估机器视觉应用中的相机在表面上看到的鲍威尔透镜的投影线，还是将检测器扫过发散的光扇以进行激光安全性评估。均匀度特性的差异随扇形角的增加而增加，超过20度的鲍威尔透镜发散度，差异变得明显。

摘自专业网站，如有侵权，请联系删除。