作者： 时间：2024-05-29
本文主要对比Fresnel Technologies和索雷博（Thorlabs）两家厂商菲涅尔透镜（Fresnel lens）的参数对比，Fresnel Technologies, Inc. 的菲涅尔透镜型号更多、材料更多、种类更多。FTI菲涅尔透镜的材料有丙烯酸、聚碳酸酯和硬质乙烯基，而索雷博只有丙烯酸这一种材料。FTI菲涅尔透镜的种类有：正焦距非球面菲涅尔透镜、负焦距非球面菲涅尔透镜、柱形菲涅尔透镜、离轴菲涅尔透镜、光栅阵列、六角透镜阵列、棱镜阵列、矩形菲涅尔透镜阵列、矩形常规透镜阵列（微透镜阵列）等），而索雷博（Thorlabs）只有唯一种类：正焦距非球面菲涅尔透镜，其下只有4个型号FRP0510、FRP125、FRP232、FRP251。
根据同一种类下同等焦距下产品对比来看，Fresnel Technologies和索雷博（Thorlabs）参数接近，没有大的差别，仅有的差别是：Fresnel Technologies的菲涅尔透镜凹槽间距等于或小于索雷博（Thorlabs）的菲涅尔透镜凹槽间距，即在相同有效面积下FTI菲涅尔透镜凹槽数量更多。例如同样是25mm焦距，FTI菲涅尔透镜型号2*、2.2*的凹槽间距为0.25 mm、0.125 mm，索雷博（Thorlabs）的菲涅尔透镜型号FRP125的凹槽间距为0.25 mm，2*与FRP125的凹槽间距相等，2.2*的凹槽间距比FRP125要小0.125mm。
一、菲涅尔透镜（Fresnel lens）产品参数对比
Fresnel Technologies (FTI)列出的菲尼尔透镜参数有：焦距、通光孔径、整体尺寸、厚度、凹槽间距，索雷博（Thorlabs）列出的参数有焦距、焦距公差、直径、直径公差、厚度、厚度公差、通光孔径、凹槽间距、俯仰角、设计波长、折射率、阿贝数、并行性、表面品质、基底材料。
1、Fresnel Technologies (FTI) 正焦距非球面菲涅尔透镜部分标准品型号参数
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型号 |
0.2* |
2* |
2.2* |
3* |
3.3* |
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焦距（mm） |
10 |
25 |
25 |
32 |
51 |
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通光孔径（mm） |
12.7 |
25 |
33 |
50 |
50 |
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整体尺寸（mm） |
25 x 25 |
38 x 38 |
51 x 51 |
58 x 58 |
64 x 64 |
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厚度（mm） |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
1.5 |
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凹槽间距（mm） |
0.102 |
0.25 |
0.125 |
0.2 |
0.25 |
产品编号中的 * 表示非球面凹槽
由于Fresnel Technologies (FTI) 正焦距非球面菲涅尔透镜标准品型号有数十款，此处只列出部分型号与索雷博（Thorlabs）进行对比
2、索雷博（Thorlabs）正焦距非球面菲涅尔透镜全部标准品型号参数
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型号 |
FRP0510 |
FRP125 |
FRP232 |
FRP251 |
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焦距 |
10 mm |
25 mm |
32 mm |
51 mm |
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焦距公差 |
±5% |
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直径 |
1/2" (12.7 mm) |
1" (25.4 mm) |
2" (50.8 mm) |
2" (50.8 mm) |
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直径公差 |
±0.125 mm |
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厚度 |
1.5 mm（标称值）a |
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厚度公差 |
±0.25 mm |
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通光孔径 |
>90%直径 |
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凹槽间隔b,c |
0.10 mm |
0.25 mm |
0.2 mm |
0.33 mm |
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俯仰角b |
10° |
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设计波长 |
588 nm |
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折射率 |
1.49 |
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阿贝数 (VD) |
55.3 |
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并行性 |
< 3 arcmin |
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表面品质 |
80-50 Scratch-Dig |
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基底材料 |
光学级丙烯酸 |
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a.由于基底有一面带凹槽，厚度随半径而异。
b.如下图所定义。
c.虽然不推荐将这些透镜用于成像应用，但是凹槽间隔较小能改善成像质量。
示意图定义了索雷博（Thorlabs）的菲涅尔透镜的凹槽间隔和俯仰角。注意：图示长度并未按比例绘制。
根据上述Fresnel Technologies (FTI)和索雷博（Thorlabs）菲涅尔透镜数据可知，菲涅尔透镜厚度均为1.5mm，从标准品型号的数量上来看，Fresnel Technologies (FTI)比索雷博（Thorlabs）拥有更多的标准品库存，可供客户选择；在同等焦距下，二者标准品型号主要有以下两点不同：
1、通光孔径
索雷博（Thorlabs）的菲涅尔透镜通光孔径与镜片直径的比值大于0.9；而FTI菲涅尔透镜型号0.2*、2*、2.2*、3*、3.3*的通光孔径与镜片直径的比值分别为0.508、0.658、0.647、0.862、0.781，均低于0.9。
2、凹槽间距
索雷博（Thorlabs）的菲涅尔透镜型号FRP0510、FRP125、FRP232、 FRP251凹槽间距分别为0.10 mm、0.25 mm、0.2 mm、0.33 mm，而FTI菲涅尔透镜型号0.2*、2*、2.2*、3*、3.3*的凹槽间距为0.102 mm、0.25 mm、0.125 mm、0.2 mm、0.25 mm；整体来看，FTI菲涅尔透镜凹槽间距小于索雷博（Thorlabs）的菲涅尔透镜凹槽间距，在相同面积下FTI菲涅尔透镜凹槽数量更多。
二、菲涅尔透镜（Fresnel lens）材质对比
1、Fresnel Technologies (FTI)菲涅尔透镜
FTI菲涅尔透镜使用的标准材料是丙烯酸、聚碳酸酯和硬质乙烯基，适用于一些近红外应用。
丙烯酸纤维（光学级亚克力）是应用最广泛的材料，是可见光领域良好的通用材料。它是从紫外到近红外的透过率几乎是平坦的，几乎达到92%，亚克力还可以指定为紫外线透射（UVT 亚克力）或紫外线过滤（UVF丙烯酸纤维）。Fresnel Technologies (FTI)提供的亚克力材质菲涅尔透镜标准厚度为1.5 mm、2.3 mm和 3.2 mm，下图为通用丙烯酸树脂和紫外线透射丙烯酸树脂的透射率与波长的函数关系，样品厚度为3.2 mm。
硬质乙烯基具有许多特性，使其既经济实惠又非常适合某些应用。它具有高折射率，且相当便宜，并且可以模切。然而，聚碳酸酯具有非常相似的特性，且不存在与硬质相关的问题，因此在新的应用中鼓励使用聚碳酸酯而不是硬质乙烯基。硬质乙烯基的温度范围与丙烯酸大致相同，并且具有天然阻燃性。Fresnel Technologies (FTI)提供的硬质乙烯基材质菲涅尔透镜标准厚度为0.25 mm、0.38 mm、0.51 mm和 0.76 mm。下图为硬质乙烯基的透射率与波长的函数关系，样品厚度为0.76 mm。
聚碳酸酯在光谱上与丙烯酸相似，但可用于更高的温度并具有非常高的抗冲击性。Fresnel Technologies (FTI)提供的聚碳酸酯材质菲涅尔透镜标准厚度分别为 0.25 mm、0.38 mm、0.5 mm、0.76 mm、1 mm、1.3 mm、1.5 mm和 3.2 mm。下图为聚碳酸酯的透射率与波长的函数关系，样品厚度为3.2 mm。
2、索雷博（Thorlabs）菲涅尔透镜
索雷博（Thorlabs）菲涅尔透镜为光学级亚克力材质，用于聚光、照明和均匀化应用，透射范围400 - 1100 nm(见下图) ，图中的阴影区域表示这些透镜的推荐使用光谱范围。所有菲涅尔透镜的标称厚度为1.5 mm，不同焦距的透镜厚度差异很小。
从上述数据可知，Fresnel Technologies (FTI)提供的菲涅尔透镜材质的选择更多，可选择丙烯酸、聚碳酸酯和硬质乙烯基材质，而索雷博（Thorlabs）仅提供光学级亚克力材质。对比两者同为光学级亚克力材质的菲涅尔透镜透射率数据可知，Fresnel Technologies (FTI)提供的通用丙烯酸树脂和紫外线透射丙烯酸树脂样品厚度为3.2 mm，索雷博（Thorlabs）提供的菲涅尔透镜标称厚度为1.5 mm，但二者波长透射范围和透射率均相近。
