微孔光闌（Micro-aperture Stop）是光學系統中用于精確控制光束尺寸、形狀或空間濾波的關鍵元件，通常由微米級或亞微米級的微小孔徑構成。以下是關于微孔光闌的核心要點：
一、基本功能
- **光束限制**：通過微小孔徑阻擋雜散光，提高成像對比度或激光光束質量。
- **空間濾波**：消除高頻噪聲（如共聚焦顯微鏡中的針孔光闌）。
- **波前調控**：結合衍射效應實現特定光場分布（如激光整形、光學鑷子）。
二、微孔光闌的典型應用
- **顯微成像**：共聚焦顯微鏡中針孔光闌提升分辨率。
- **激光系統**：優化光束模式（如高斯光束整形）。
- **光通信**：光纖耦合時濾除高階模。
- **傳感器與探測器**：限制視場，減少背景干擾。
三、微孔光闌加工
- **材料**：不銹鋼、鎳合金（耐高溫）、硅基材料（光刻工藝）。
- **孔徑尺寸**：幾微米至數百納米（需根據波長選擇，避免過度衍射）。
- **加工技術**：
- **激光鉆孔**：適合金屬材料，精度達1–10 μm。
- **光刻與蝕刻**：用于硅/玻璃，可制作亞微米級孔。
- **聚焦離子束（FIB）**：納米級精度，但成本較高。
四、關鍵參數
- **孔徑形狀**：圓形（常見）、方形、狹縫等，影響衍射模式。
- **厚度與深寬比**：厚光闌減少邊緣散射，但可能引入衍射效應。
- **位置精度**：安裝時需嚴格對準光軸，偏移會導致光路偏差。
五、理論考量
- **衍射效應**：孔徑接近波長時，光束會發散（菲涅爾衍射/夫瑯禾費衍射），需用波動光學分析。
- **傳輸效率**：孔徑越小，光通量越低，需權衡信噪比與能量損失。
- **邊緣效應**：銳利邊緣減少散射，可通過鍍膜（如黑鉻）增強吸光性。
六、選型與使用建議
- **匹配波長**：孔徑尺寸應大于波長以避免過度衰減（如可見光常用1–10 μm孔徑）。
- **環境耐受性**：高溫或腐蝕性環境選擇金屬材質，潔凈環境可用硅基。
- **清潔維護**：使用無塵壓縮空氣或等離子清洗，避免物理接觸損傷微孔。
七、常見問題
- **堵塞**：微孔易被灰塵或污染物阻塞，微孔光闌需在潔凈環境中使用。
- **熱膨脹**：高功率激光下金屬光闌可能變形，需考慮散熱設計。
- **衍射干擾**：若需準直光束，可搭配透鏡組補償衍射發散。
八、廠商與資源
- **供應商**：Thorlabs、Edmund Optics、Lenox Laser（專精微孔加工）。
- **標準件**：提供多種孔徑尺寸（如5 μm、10 μm、25 μm）的現貨微孔光闌。
- **定制服務**：微孔光闌支持非標形狀、陣列式或多層結構光闌。
若您有具體應用場景（如激光波長、所需孔徑尺寸），可進一步探討優化方案！
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