如何選取適當的光導管均質化棒

與光纖光學裝置非常相似，光導管均質化棒 能利用內全反射 (TIR)，將光線從光導管的入口傳輸至出口。只有基底的折射率會影響光導管的臨界角度 (發生TIR時接受的角度)。專為高NA、標準NA及低NA光源設計的光導管若具備相同的基底，則接受角度相同。

使用方程式1可計算臨界角度 $\small{\left( \theta_c \right)}$。

對於N-BK7光導管，氦針對587.9nm光的折射指數是1.517，因此$\small{ \theta_c }$是41°。若入射角大於$\small{ \theta_c }$，將發生TIR，所有光線都會在光導管內傳輸 (圖1)。

由於多條光線以多種入射角進入光導管，因此光導管內部的反射量視光線而不同。對於相同長度的光導管，入射角最小 (等於$\small{ \theta_c }$) 時與入射角超過$\small{ \theta_c }$許多倍時相較，反射量更大 (圖2)。

由於低NA光源與高NA光源相較，以大於$\small{ \theta_c }$之入射角入射的光線更多，因此低NA光導管長於高NA光導管，建議對光束發散狹窄的光源使用低NA光導管。

注意：光導管並非為搭配使用平行雷射光源而設計。若要均質化平行光源，建議使用微透鏡陣列或平頂雷射光束整型器。光導管特別適用於對發出非平行光的多色光源進行均質化。

圖1: Total Internal Reflection (TIR) in a Light Pipe Homogenizing Rod

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圖2: Small Incident Angles Have More Reflections than Large Incident Angles