鮑威爾棱鏡是一種光學劃線棱鏡，它使激光束通過后可以最優(yōu)化地劃成光密度均勻、穩(wěn)定性好、直線性好的一條直線。
鮑威爾棱鏡劃線優(yōu)于柱面透鏡的劃線模式，能消除高斯光束的中心熱點和褪色邊緣分布。
高斯激光束通過普通的柱面透鏡時，會產(chǎn)生不均勻分布的直線，而鮑威爾棱鏡的頂部是復雜的二維非球面曲面，激光通過時會產(chǎn)生大量球面像差，重新分配光路，減少中心區(qū)域的光，增加邊緣的光，形成一條均勻的直線，適用于各種生物醫(yī)學、汽車裝配、食品加工等機器視覺應用。
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扇角
扇角寬是玻璃折射率和頂角的一個函數(shù)。頂部傾斜度越高，玻璃折射率越大，則相同的投影距離時的扇角越大。小扇角通常使用折射率n=1.5的光學玻璃，大扇角通常使用n=1.8的高折射率玻璃，或增大頂部傾斜角。
激光束尺寸
在投影距離一定的情況下，入射激光光束的尺寸決定了激光線的厚度。一束橢圓截面的平行激光可能生產(chǎn)寬的或窄的兩條直線。
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An?example?of?a?wide?incident?beam窄入射光方向，激光主要軸線與棱鏡的頂部平行，窄激光入射形成小的景深。寬入射光方向，激光軸線與棱鏡的頂部垂直，寬激光入射形成大的景深。不同情況下將光束聚焦到工作距離500mm的CCD陣列，下圖清楚的顯示了激光束的不同入射方向通過棱鏡擴束之后形成直線的區(qū)別，其中在出射平面上的光斑大小是明顯的不同之處。
Narrow?incident?beam?powell?lens?ray?path
Wide?incident?beam?powell?lens?ray?path
Narrow?incident?beam?-?thin?line?narrow?depth?of?focus
Wide?incident?beam?-?thin?line?narrow?depth?of?focus
線均勻
鮑威爾棱鏡的性能由入射激光的特征以及透鏡的非球面表面的質(zhì)量決定，合理選擇與激光模塊相匹配的棱鏡，可以產(chǎn)生均勻一致的激光線，滿足高要求的應用。
光強分布
均勻照明的激光線，中央80%長度所含光強要占總體強度的80%以上。若中間部分所占的能量太低，兩端亮度就會增加，減少兩端亮度有助于提高激光的整體利用效率，下圖顯示了相同均勻性的激光線，中央?yún)^(qū)域分布光強不同時的差異。
激光線平直度和準確性
直線的平直度和孔徑偏差取決于棱鏡的制造質(zhì)量和激光模塊安裝的精密度。如果激光并非垂直棱鏡入射，就會產(chǎn)生線曲率，棱鏡的楔形頂和底部出射面之間就會產(chǎn)生孔徑誤差，最終會產(chǎn)生離開目標位置的一個偏移。如果棱鏡安裝正確，棱鏡的楔形頂只產(chǎn)生輕微傾斜，由此產(chǎn)生線曲率也很小。
棱鏡安裝選配
激光光束寬度決定了棱鏡的性能和物理特性，最顯著的差異是發(fā)散角在出射面上的位置，必須保證發(fā)散的光束不會超過透鏡尺寸。
光束通過棱鏡的非線性球面會產(chǎn)生非均勻的分布，所以要根據(jù)激光束的直徑來選擇合適的棱鏡，棱鏡底部出射平面要大于光束在該面上的截面。標準的90°棱鏡只適用寬入射激光的擴束
