用于顯微鏡的液體透鏡

時間：2021-09-16 來源：新特光電訪問量：3774

在顯微鏡領域，快速Z軸聚焦和圖像穩定性一直是一個艱難的權衡。由于速度慢（步進電機Z軸執行器）或小行程和振動（壓電定位器），步進電機Z軸或壓電定位器等當前技術正在影響生命科學業務的吞吐量。一直有必要將兩種不同的技術結合起來以克服這些瓶頸，從而增加了系統的復雜性和成本。

用于顯微鏡的液體透鏡

我們的可調焦液體鏡頭提供了一種多功能、緊湊且具有成本效益的解決方案來克服這一挑戰。由于沒有平移力學，液體鏡頭可以在幾毫秒內對焦，結合粗調和精細對焦范圍，確保無振動和可靠性，使用壽命長達數十億次。一個特別有趣的用例是使用液態鏡頭進行z軸堆疊、獲取3D信息 (DFF) 或計算具有擴展景深 (EDOF) 的圖像。

用于顯微鏡的液體透鏡

優點

快速Z軸堆疊
無振動
工作距離范圍大
無色差
使用壽命長（>1B循環）

顯微鏡的快速Z聚焦和圖像穩定性

在哪里集成液體鏡頭

非遠心配置

液體透鏡在顯微鏡系統中最直接的集成是將其放置在物鏡正上方，這對于無限遠校正物鏡尤其實用。這種配置的優點是可以實現非常大的 Z 范圍。例如，在 40 倍放大倍數下，具有5屈光度調諧范圍的液體透鏡將產生大約160微米的工作距離范圍。Z軸范圍內的放大倍數變化呈線性且可重復。

非遠心和遠心視覺

無倍率變化的遠心配置

不希望放大倍率變化的顯微鏡系統需要一種液體透鏡不影響放大率的配置。這可以通過將其放置在共軛瞳孔位置的中繼透鏡系統中來實現。在非遠心配置中，可實現的Z軸范圍通常更小。

放大率的變化是線性的，可以通過軟件進行補償

無散斑熒光照明

Optotune 的激光散斑減少器可用于在使用激光進行照明時提高圖像質量。典型的配置是將激光聚焦到振蕩擴散器上，并通過 4f 系統將光斑成像到多模光纖中。

無散斑熒光照明

使用電動聚焦可調透鏡EL-10-30在顯微鏡中進行軸向聚焦的示例

液體透鏡EL-16-40-TC

EL-16-40-TC具有16毫米的通光孔徑，是世界上最大的電動可調焦鏡頭，廣泛應用于機器視覺、顯微鏡、眼科設備中的屈光矯正等應用中，它的設計在很多方面都得到了優化：

光圈比其前身EL-10-30大60%，光通量提高2.5倍
可調透鏡可以從平坦的零態變成平凹或平凸透鏡，從而實現高達-10至+10屈光度（-250至+250mA）的焦距調諧范圍
該設計經過優化，可將熱漂移效應降至最低至0.02 dpt/°C，并且通過內置溫度傳感器，可實現典型的 +/- 0.05 屈光度的總體再現性
響應時間和穩定時間分別為5毫秒和25毫秒，這仍然比大多數機械替代品要快幾個數量級
將鏡片成形器集成到容器內可實現可調鏡片的最高定位精度

EL-16-40-TC可提供用于OEM集成的緊湊形式，但也提供多螺紋適配器和用于工業用途的堅固Hirose連接器，其中可調鏡頭可以輕松地與現成的成像鏡頭結合使用。

液體透鏡EL-16-40-TC

左圖：EL-16-40-TC帶螺紋適配器（OEM 版本），右圖：EL-16-40-TC帶螺紋適配器（工業版）

電動調焦鏡頭EL-10-30-C 和 EL-10-30-Ci

電動調焦鏡頭EL-10-30-C是機器視覺、顯微鏡、生物識別系統和光學相干斷層掃描等應用的理想選擇，使用它設計更快、更緊湊的光學系統，無需復雜的機械裝置。通過施加0到300mA的電流，10 毫米光圈鏡頭的焦距可以在幾毫秒內調整到特定值。EL-10-30-C的兩側還帶有螺紋，便于安裝，并且可以用固定焦距偏移鏡頭替換蓋板玻璃，允許根據您的應用要求自由調整焦距范圍。

電動調焦鏡頭EL-10-30-C

左圖：EL-10-30-C（OEM版），右圖：EL-10-30-Ci（工業版）

電動調焦鏡頭EL-10-30-C有兩種主要的光學配置：

基本配置具有平面蓋板玻璃和200mm至100mm的焦距調諧范圍，使其成為微距成像的最佳選擇。
“MV”配置針對機器視覺市場進行了優化。它包含一個負偏移鏡頭，因此整個焦距調整范圍從略微負向下降到286毫米，使其成為與無限遠校正定焦鏡頭組合的理想選擇。

激光散斑衰減器(LSR)

激光散斑衰減器只不過是移動的漫射器,主要應用于激光散斑減少和光束均勻化，但它們的驅動方式絕對是獨一無二的。其中磁阻LSR于2016 年推出，特別適合需要大幅面玻璃漫射器的應用。這種方法的基礎是一個單一的薄鋼結構，它通過用電流脈沖驅動線圈來產生共振，產生強大的磁阻。由于高 q 因子，即使對于重型玻璃漫射器，也能以低功耗實現 800um 范圍內的大振幅。磁阻 LSR帶有集成執行器的緊湊型設計，集成在柔性電纜上的驅動電子設備中，適用于不同的擴散器材料，具有適用于惡劣環境和使用壽命長等特點。

磁阻LSR