bedrijfsnieuws over Asferische lenzen versus sferische lenzen: verschillen en toepassingen

Asferische lenzen versus sferische lenzen: verschillen en toepassingen

Bolvormige lenzen

Bolvormige lenzenzijn rotatie -symmetrische optica waarvan de vorm overeenkomt met een deel van een bol (fig. 1). De afstand van het geometrische centrum tot de kromtestraal is constant. Dit betekent dat het optisch effectief oppervlak kan worden beschreven met een enkele parameter: de straal R. Deze uniformiteit verleent bolvormige lenzen aanzienlijke kostenvoordelen bij de productie.

Fig. 1: Optisch effectief gebied van een bolvormig oppervlak gedefinieerd door RADIUS RA

Productievoordelen

De sferische geometrie maakt vereenvoudigde productieprocessen en kortere doorlooptijden mogelijk, vooral voor kleine diameters waar meerdere optica tegelijkertijd op een enkel substraat kunnen worden gefabriceerd. Uniforme oppervlakte -geometrie stroomlijnen ook de optische inspectie. Meettechnieken omvatten:

• Tactiele methoden (Profilometers, CMM's)

• Optische methoden (interferometers, CGHS)

Toepassingen
Veel gebruikt in:

• Metrologie

• Ruimtevaart(bijv. Satellietspectrometers)

• Medische technologie(bijv. Slitlampen voor oogonderzoeken)
  Hun lage kosten, snelle productie en veelzijdigheid maken ze fundamenteel voor de optica met uitstekende prijs-performance-verhoudingen.

Optische prestatie -optimalisatie

Bolvormige lenzenGebruik het verzamelen, verspreiden of focussen van eigenschappen om licht te breken. In beeldvormingssystemen:

• De beeldkwaliteit kan worden verbeterd door de positie van de lichtbron of de diafragmergrootte aan te passen.

• Sferische aberratie kan worden verminderd via diafragmastops die perifere stralen blokkeren.

• Multi-lens combinaties (bijv. Achromats-gebonden convex/concave lenzen) correctchromatisch/sferische afwijkingen, gewoonlijk gebruikt incameralenzen.

Asferische lenzen
Asperie is ideaal voor toepassingen die veeleisend zijn:

• Hoge beeldkwaliteit

• Grote numerieke openingen

• Ruimteminimalisatie
  Deze rotatie -symmetrische optica hebben radiaal variërende krommingstralen (Fig. 2), afwijken van bolvormige profielen om de beeldvormingsprestaties aanzienlijk te verbeteren.

Fig. 2: Vergelijking van optisch effectieve gebieden: bolvormig versus asferisch oppervlak

Belangrijkste kenmerken

• Perifere afvlakking vermindert de bolvormige aberratie door ervoor te zorgen dat alle invallende stralen samenkomen op een gemeenschappelijk brandpunt (Fig. 3).

• Elimineert vervaging veroorzaakt door bolvormige aberratie.

• Wiskundige oppervlaktedefinitie (Asphere -vergelijking):

• 
• 
• Waar:
  $Z$= Sagittale hoogte
  $H$= Afstand van de optische as
  $R$= basisradius
  $k$= conische constante
  $A$2i= asferische coëfficiënten
• 
  
• 

Fig. 3: Sferische aberratiecorrectie via het asferische oppervlak

Systeemminiaturisatie
Aspherica maken compacte optische ontwerpen mogelijk:

• Voorbeeld: Monolithische bundeluitbreiding (bijv. Aspericon's A-Beamexpander) verminderen de systeemlengte met 50% versus Keplerian/Galileaanse telescopen (Fig. 5).

• Gewichtsreductie Voordelen Aerospace-toepassingen (bijv. Earth-observatiesatellieten zoals Sentinel-4).

Fig. 5: Grootte -vergelijking:Bundelbeurtvs. traditioneeltelescopen

Productie en metrologie

Moderne vooruitgang maakt een zeer nauwkeurige volumeproductie mogelijk:

• Methoden: slijpen, polijsten

• Meettechnieken:

  • CGH Interferometrie

  • Tactiele sondering

  • Tilt-wave interferometrie (oppervlaktetopografie in 20-30 seconden)

• Digitaliseerde productie (bijv. Asphericon's volledig geautomatiseerde workflow) verlaagt de kosten via batchoptimalisatie.

Toepassingen

• Lasersystemen (bundelvorming/uitbreiden)

• Fluorescentiemicroscopie

• Projectiesystemen

• Satellietinstrumenten

Eindvergelijking