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Grundkenntnisse der asphärischen Linsentechnologie

1, Technisches Prinzip

Der Krümmungsradius der asphärischen Linse ändert sich mit der Mittelachse. Es kann verwendet werden, um die optische Qualität zu verbessern, die Anzahl der optischen Komponenten zu reduzieren und die Konstruktionskosten zu reduzieren. Verglichen mit der sphärischen Linse hat die asphärische Linse einzigartige Vorteile, weshalb sie in der optischen Instrument-, Bild- und Photoelektronenindustrie weit verbreitet ist, beispielsweise in Digitalkameras, CD-Playern und High-End-Mikroinstrumenten.

2, komparativer Vorteil

a, Kalibrierung der sphärischen Aberration

Der bemerkenswerteste Vorteil von asphärischen Linsen beim Ersatz von sphärischen Linsen besteht darin, dass sie die sphärische Aberration, die durch sphärische Linsen in Kollimations- und Fokussierungssystemen verursacht wird, korrigieren können. Durch Einstellen der Oberflächenkonstante und des asphärischen Koeffizienten kann die asphärische Linse die sphärische Aberration bis zum maximalen Ausmaß eliminieren. Asphärische Linsen (Strahlen konvergieren zum selben Punkt und liefern optische Qualität) beseitigen im wesentlichen sphärische Aberrationen, die von sphärischen Linsen erzeugt werden (Strahlen konvergieren zu verschiedenen Punkten) und führt zu unscharfen Bildgebung).

Drei sphärische Linsen werden verwendet, um die effektive Brennweite zu erhöhen, die verwendet werden kann, um sphärische Aberration zu beseitigen. Jedoch kann eine asphärische Linse (hohe numerische Apertur, kurze Brennweite) realisiert werden, und sie kann das Systemdesign vereinfachen und die Lichtdurchlässigkeit bereitstellen.

b, Systemvorteile

Die asphärische Linse vereinfacht die an optischen Ingenieuren beteiligten Elemente, um die optische Qualität zu verbessern und die Stabilität des Systems zu verbessern. Beispielsweise werden in Zoomsystemen normalerweise 10 oder mehr Linsen verwendet (zusätzlich: hohe mechanische Toleranzen, zusätzliche Montageverfahren und Verbesserung der Antireflexbeschichtung). Eine oder zwei asphärische Linsen können jedoch ähnliche oder bessere optische Eigenschaften erzielen. Dies reduziert die Systemgröße, erhöht die Kostenrate und reduziert die Gesamtkosten des Systems.

3, Formtechniken

a, Formung von Präzisionsglas

Das Formen von Präzisionsglas besteht darin, das Glasmaterial auf eine hohe Temperatur zu erhitzen und plastisch zu werden, dann durch asphärische Form zu formen und schließlich allmählich auf Raumtemperatur abzukühlen. Gegenwärtig ist das Formen von Präzisionsglas nicht für asphärische Linsen mit Durchmesser geeignet größer als 10 mm. Neue Werkzeuge, optisches Glas und Messtechnik treiben die Entwicklung der Technologie voran. Obwohl das Präzisionsglasformen zu Beginn der Konstruktion hohe Kosten verursacht (Hochpräzisions-Werkzeugentwicklung), kann nach der Formgebung die Produktion von qualitativ hochwertigen Produkten von den Vorentwicklungskosten getrennt werden. Es ist besonders geeignet für die Bedürfnisse der Massenproduktion.

b, Formung des Präzisionspolierens

Läppen und Polieren sind allgemein bei der Herstellung von monolithischen asphärischen Linsen gleichzeitig anwendbar. Mit der Verbesserung der Technologie ist die Genauigkeit höher und höher. Das Bemerkenswerteste ist, dass das präzise Polieren durch Computer gesteuert und automatisch eingestellt wird, um die Parameter zu optimieren. Wenn ein Polieren mit höherer Qualität erforderlich ist, wird eine magnetorheologische Endbearbeitung (magnetorheologische Endbearbeitung) angewendet . Verglichen mit dem Standard-Polieren, hat die magnetorheologische Endbearbeitung eine höhere Leistung und eine kürzere Zeit. Die Präzisions-Polierteiltechnologie benötigt professionelle Ausrüstung. Es ist derzeit die erste Wahl der Probenproduktion und der Kleinserienprobe.

c, Hybridformtechnologie

Das Hybridformteil ist eine sphärische asphärische Linse mit einer sphärischen Linse als Substrat, die auf der Oberfläche der sphärischen Linse durch eine asphärische Form gegossen und durch eine Schicht aus Hochpolymer mit UV-Licht gehärtet wird. Bei der gemischten Formgebung wird im allgemeinen die achromatische Kugelform verwendet Linse als Basis, und dann wird eine Schicht asphärischer Oberfläche auf die Oberfläche gegossen, um chromatische Aberration und sphärische Aberration gleichzeitig zu beseitigen. Fig. 7 ist der Herstellungsprozeß der asphärischen Hybridlinse. Die asphärische Hybridlinse eignet sich für die Herstellung in großem Maßstab mit zusätzlichen Eigenschaften (Beseitigung der chromatischen Aberration und der sphärischen Aberration).

d, Spritzgießen

Zusätzlich zu asphärischen Glaslinsen gibt es asphärische Kunststofflinsen. Das plastische Formen ist das Einspritzen von geschmolzenen Kunststoffen in asphärische Formen. Im Vergleich zu Glas sind die thermische Stabilität und die Druckfestigkeit von Kunststoffen schlecht. Es erfordert eine spezielle Behandlung, um ähnliche asphärische Linsen zu erhalten. Die asphärische Kunststofflinse zeichnet sich jedoch durch geringe Kosten, geringes Gewicht und leichtes Formen aus. Es ist weit verbreitet in den Bereichen der moderaten optischen Qualität, unempfindlich gegen thermische Stabilität und wenig Druckbeständigkeit.

4, Basis der Wahl

Alle Arten von asphärischen Linsen haben ihre eigenen relativen Vorteile. Daher ist es sehr wichtig, die richtigen Produkte für unterschiedliche Anwendungen zu wählen. Die wichtigsten Überlegungen sind: Charge, Qualität und Kosten.

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