
先给数:红外同轴光源按 50/50 分光算,往返效率只有 25%,四分之三的光在镜片上没了。红外同轴光源的光损不是配件问题,是光路结构决定的,选型时必须算进功率预算。
一、光在同一个镜片上走两趟
同轴的结构是:光先打到半透半反镜上,被反射九十度转向工件;工件反射回来,再穿过这面镜片进相机。一趟反射、一趟透射,两趟都打折,所以效率是反射率乘透过率,不是一个透过率能代表的。按透过率 90% 估算,可用光会被高估一大截。
二、分光比把效率压到两成
把常见分光比代进去,结果如下(按几何光路推算,不含膜层吸收与散射):
两个结果反直觉。分光比越偏向反射,照明越强,往返效率反而下降,因为成像那一趟被压得更狠;50/50 附近几乎就是最高点,换更高档的分光比只改变照明与成像的分配。
算笔账:视窗 100mm 档标称 DC24V 20W,按 50/50 分光,等效照明功率约 10W;换成 90/10,只剩 2W 上下。要维持同样照度,功率预算得按 5 倍重做,不是换个镜片就完事。暗面工件上同轴不好用,根子在这里:不是灯不够,是光路只肯放四分之一过去。
三、长波档为什么更吃紧
一层在膜层。介质膜分光比通常在可见光或近红外标定,到长波端反射率漂移几个百分点,实际照明份额低于设计值。
另一层在相机侧:InGaAs 在这一档效率不如更长波段,同样辐照度下曝光要拉长,等于对光源要求更高。两头一挤,红外同轴光源在 1300nm 档选功率,就得比短波档多留余量。940nm 档反而宽松:硅相机仍能响应,分光膜在这一段也稳定,是镜面检测里最容易落地的一档。
虹烁科技做长波段红外同轴光源时,分光比按实际出光波段重新核一遍,不沿用可见光那套标定值,原因就是这条漂移。
四、视窗面积差 11 倍
视窗从 30mm 到 100mm,面积差 11 倍,同一档功率摊下来单位面积照度掉一个量级。小视窗的方案照抄到大视窗,是最常见的翻车点。
五、同轴不适用的情况
- 工件是漫反射面。同轴靠镜面回光沿原路返回,粗糙表面把光打散,优势立刻消失。
- 幅面超过视窗。有效照明区基本等于视窗,超出部分照度断崖式下降。
- 工件有倾角或曲面。回光偏离光轴,越斜越暗。
- 只取轮廓或透射信息。背光光效高一个量级,不必走这条最亏的路。
虹烁科技在配红外同轴光源时,先确认工件反射特性与幅面,再定视窗与分光比;分光比、视窗与波长可按工位调整,具体参数以规格书为准。












