就像光纖一樣,均勻化柱狀導光管利用全內(nèi)反射(TIR),將光線從導光管入口透射到導光管出口。基片的折射率是影響導光管臨界角的*因素,該折射率定義全內(nèi)反射發(fā)生時的接收角。導光管專為具備高數(shù)值孔徑、標準數(shù)值孔徑和低數(shù)值孔徑的光源設計,而如果所使用的基片相同,則接收角相同。
臨界角 (θc)可以通過使用方程式1計算得出。
在使用N-BK7導光管的情況下,587.9nm氦D線的折射率為1.517,θc為41°。若入射角大于θc,則會發(fā)生全內(nèi)反射,光線會在導光管透射(圖1)。
由于光線以不同入射角進入導光管,則導光管內(nèi)的光線反射角均不相同。 小入射角等于臨界角,在相同長度的導光管中,它比以大于臨界角許多倍的入射角進入的光線獲得更多反射(圖2)。
由于低數(shù)值孔徑光源的光線數(shù)量大于θc及大于高數(shù)值孔徑光源,因此低數(shù)值孔徑導光管長度長于高數(shù)值孔徑導光管,建議用于窄光束發(fā)散的光源。
注意: 導光管的設計不適用于平行激光光源。對于均勻化平行光源,建議使用微透鏡陣列或平頂激光光束整形器。導光管是發(fā)射非平行光的均勻化多色光源的理想選擇。
圖 1: 光導勻光棒全內(nèi)反射(TIR)
圖 2: 小入射角比大入射角擁有更強的反射
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