Qu'est-ce qu'une lentille cylindrique ?

Création d'un générateur de ligne laser | Création de faisceaux circulaires | Guide de sélection

Les lentilles cylindriques sont un type de lentille dont les rayons sont différents dans les axes X et Y, ce qui donne à la lentille une forme cylindrique ou semi-cylindrique et un grossissement de l'image dans un seul axe. Les lentilles cylindriques sont couramment utilisées comme générateurs de lignes laser, ou pour ajuster la taille de l'image ou corriger l'astigmatisme dans les systèmes d'imagerie.

Figure 1 : Lentille cylindrique circulaire plan-convexe

Figure 2 : Lentille cylindrique rectangulaire plan-convexe

Figure 3 : Lentille cylindrique oblongue plan-convexe

Création d'un générateur de lignes laser

Lors de l'utilisation d'une lentille cylindrique comme générateur de ligne laser, il est important de calculer la distance focale effective requise $ \small{\left( \text{EFL} \right)} $ pour l'application. Pour ce faire, il faut d'abord calculer l'angle d’ouverture $ \small{ \left( \theta \right)} $ en utilisant la longueur de ligne nécessaire $ \small{\left( x \right)} $ à la distance de travail donnée $ \small{\left( L \right)} $ en centimètres :

(1)$$ \theta = 2 \cdot \tan^{-1}{\left( \frac{x}{2 \, L} \right)} $$

L'angle d’ouverture peut également être utilisé pour déterminer la longueur de la ligne à une distance de travail donnée :

(2)$$ x = 2 \cdot L \cdot \tan{\left( \frac{\theta}{2} \right)} $$

Figure 4 : Illustration visuelle des équations 1 - 2 pour la création d'un générateur de ligne laser

La $ \small{\left( \text{EFL} \right)} $ peut alors être calculée en utilisant le rayon du faisceau d'entrée $ \small{\left( \frac{d}{2} \right) } $ et de l'équation suivante :

(3)$$ \frac{d}{2} = \text{EFL} \cdot \tan{\left( \frac{\theta}{2} \right)} $$

Figure 5 : Illustration visuelle de l'équation 3 pour le calcul de la distance focale effective

Créer des faisceaux circulaires

Généralement, les diodes laser émettent des faisceaux de forme elliptique qui peuvent ne pas convenir aux applications nécessitant une source laser collimatée et circulaire. L'utilisation de deux lentilles cylindriques est une méthode courante pour circulariser un faisceau elliptique - la première lentille grossit l'axe mineur de la diode laser et la seconde lentille collimate le faisceau. Le côté incurvé des lentilles et l'axe mineur de la diode laser doivent être orientés de manière à ce que l'axe mineur soit grossi.

Par exemple, pour transformer un faisceau elliptique avec un grand axe de 4,0 mm et un petit axe de 1,0 mm en un faisceau circulaire de 4,0 mm de diamètre, le petit axe doit être agrandi de 4X. Le pouvoir grossissant (Mag) d'une configuration à deux lentilles peut être calculé en divisant la distance focale de la seconde lentille $ \small{\left( f_2 \right)} $ par la distance focale de la première $ \small{\left( f_1 \right)} $.

(4)$$ \text{Mag} = \frac{f_2}{f_1} $$

Une façon d'obtenir le grossissement requis est d'utiliser une lentille cylindrique PCV de 25 mm de diamètre et d’une distance focale effective (EFL) de -25 mm (#46-196) avec une lentille cylindrique PCX de 25 mm de diamètre et d’une EFL de 100 mm (#46-018). Il est également possible d’utiliser deux lentilles cylindriques PCX, mais elles ajoutent une longueur supplémentaire au système. L'utilisation de lentilles cylindriques réduit également la divergence du faisceau, augmentant ainsi sa collimation, ce qui est idéal pour les applications de projection à longue distance. Pour vous aider à choisir la lentille cylindrique adaptée à votre application, reportez-vous au tableau 1.

Guide de sélection des lentilles cylindriques

Prêt à acheter une lentille cylindrique ? Edmund Optics propose une grande variété de lentilles cylindriques. Utilisez notre guide de sélection des lentilles cylindriques ci-dessous, ou visitez notre page des lentilles cylindriques pour voir notre gamme complète de lentilles.

Tableau 1 : Guide de sélection des lentilles cylindriques
Type	Longueur d’onde	Application idéale
Collimateurs à Axe Rapide	0,8 – 1,0 μm	Collimation des barres de diodes laser de haute puissance
Lentilles Cylindriques PCX pour l’Éclairage	0,4 - 1,6 μm	Focalisation d'un laser sur une ligne ou circularisation d'un faisceau laser
Lentilles Cylindriques PCX en Silice Fondue UV	0,2 - 2,2 μm	Fonctionnement dans des environnements difficiles ou robustes
Lentilles Cylindriques Achromatiques	0,4 - 1,0 μm	Création de profils linéaires de sources lumineuses à large bande
Lentilles Acylindriques Hybrides en Plastique	0,4 - 1,6 μm	Création de profils linéaires de sources lumineuses à large bande
Lentilles PCV Cylindriques pour l’Éclairage	0,4 - 1,6 μm	Expansion de faisceaux
Rangées de Microlentilles Cylindriques	0,2 - 2,2 μm	Homogénéisation des faisceaux

Vous ne savez toujours pas quel type de lentille cylindrique convient le mieux à votre application et vous avez besoin de conseils supplémentaires ? Contactez-nous et un expert vous aidera à choisir la meilleure lentille cylindrique pour votre application.