новости компании о Асферические линзы против сферических линз: различия и применение

Асферические линзы против сферических линз: различия и применение

Сферические линзы

Сферические линзыявляются вращательно-симметричными оптиками, форма которых соответствует сечению сферы (рис. 1). Расстояние от геометрического центра до радиуса кривизны постоянное.Это означает, что оптически эффективная поверхность может быть описана одним параметром: радиус R. Эта однородность дает сферическим линзам значительные издержки при изготовлении.

Рисунок 1: Оптически эффективная площадь сферической поверхности, определяемая радиусом Ra

Преимущества производства

Сферическая геометрия позволяет упростить производственные процессы и сократить сроки производства, особенно для небольших диаметров, где несколько оптических элементов могут быть изготовлены одновременно на одном подложке.Однообразная геометрия поверхности также упрощает оптический осмотрМетоды измерений включают:

• Тактильные методы (профилометры, CMM)

• Оптические методы (интерферометры, CGH)

Заявления
Широко используется в:

• Метрология

• Аэрокосмическая(например, спутниковые спектрометры)

• Медицинская технология(например, лампы с разрезом для осмотра глаз)
  Их низкая стоимость, быстрое производство и универсальность делают их фундаментальными для оптики с отличным соотношением цены и производительности.

Оптическая оптимизация производительности

Сферические линзыиспользуют свойства сбора, рассеивания или фокусировки для преломления света.

• Качество изображения может быть улучшено путем корректировки положения источника света или размера диафрагмы.

• Сферическое отклонение может быть уменьшено с помощью остановок диафрагмы, которые блокируют периферические лучи.

• Комбинации с несколькими линзами (например, акроматы соединенные выпуклые/конкавные линзы) правильныехроматический/сферные аберрации, обычно используемые вобъективы камер.

Асферические линзы
Асферики идеально подходят для приложений, требующих:

• Высокое качество изображения

• Большие числовые диафрагмы

• Минимизация пространства
  Эти ротационно-симметричные оптики имеют радиально различающиеся радиусы кривизны (рисунок 2), отклоняясь от сферических профилей для значительного улучшения производительности изображения.

Рисунок 2: Сравнение оптически эффективных площадей: сферическая и аскерическая поверхности

Ключевые характеристики

• Периферийное сглаживание уменьшает сферическую аберрацию, обеспечивая сходство всех падающих лучей в общей очаговой точке (рис. 3).

• Устраняет размытие, вызванное сферической аберрацией.

• Математическое определение поверхности (уравнение асферы):

• 
• 
• Где:
  $z$= сагитальная высота
  $h$= расстояние от оптической оси
  $R$= радиус основания
  $k$= коническая постоянная
  $А.$2Я= асферные коэффициенты
• 
  
• 

Рисунок 3: Коррекция сферической аберрации через асферическую поверхность

Миниатюризация системы
Асферики позволяют создавать компактные оптические конструкции:

• Пример: монолитные расширители лучей (например, asphericon ′s a-BeamExpander) уменьшают длину системы на 50% по сравнению с телескопами Кеплера / Галилея (рисунок 5).

• Уменьшение веса приносит пользу аэрокосмическим приложениям (например, спутникам наблюдения за Землей, таким как Sentinel-4).

Рисунок 5: Сравнение размеров:BeamExpanderпротив традиционныхтелескопы

Производство и метрология

Современные достижения позволяют производить высокоточные объемы:

• Методы: шлифовка, полировка

• Методы измерений:

  • Интерферометрия КГГ

  • Тактильное зондирование

  • Интерферометрия наклоновой волны (топография поверхности за 20-30 секунд)

• Цифровизированное производство (например, полностью автоматизированный рабочий процесс asphericon) снижает затраты с помощью оптимизации партий.

Заявления

• Лазерные системы (образование/расширение луча)

• Флуоресцентная микроскопия

• Проекционные системы

• Спутниковые приборы

Заключительное сравнение