Wie werden asphärische Linsen entworfen und hergestellt?

Die asphärische Herstellung unterscheidet sich von der traditionellen sphärischen Herstellung. Bei der traditionellen sphärischen Herstellung wird die Oberfläche durch einen einzigen Krümmungsradius definiert. Die Krümmung kann mit großen Werkzeugen geschliffen und poliert werden. Dieses Polierwerkzeug glättet die relative Krümmung der fertigen Produktoberfläche in die gewünschte Form, indem es das Krümmungszentrum des Mediums wie z. B. Schlamm oszilliert und poliert.

1. Auswahl der Materialien für asphärische Linsen

CNC- und MRF-optisches Glas und Kristallmaterialien; zusätzlich können Kunststoffe gewählt werden. Diamantdrehen eignet sich für Kristalle, Kunststoffe und Metalle. Das Diamantdrehen funktioniert gut für infrarotoptische Materialien und ist von Natur aus unempfindlich gegenüber einer höheren Oberflächenrauhigkeit. Die Präzisionsglasformung ist begrenzt, die Übergangstemperatur < 500 Grad C und der Wärmeausdehnungskoeffizient von Gläsern sind niedrig genug, bei einer sehr begrenzten Auswahl an Gläsern. Die Auswahlmöglichkeiten haben in den letzten zehn Jahren dramatisch zugenommen, machen aber immer noch nur einen kleinen Bruchteil aller verfügbaren optischen Gläser aus.

Die Glaserweichungstemperatur wird beim Formgebungsprozess auf Raumtemperatur abgesenkt. In kurzer Zeit wird das Glas geglüht und sein Index verringert. Dieser Rückgang bedeutet, dass fertige Linsen nicht den gleichen Index wie die Glaskatalogspezifikation haben. Beim Entwerfen von Präzisionsglasformteilen müssen Benutzer den niedrigen Index in ihren Modellen berücksichtigen.

2. Design des Krümmungsradius der asphärischen Linse

Im Vergleich zu sphärischen Linsen haben asphärische Linsen keinen einzigen Krümmungsradius. Die Kantenänderung des zentralen Teils des Radius der lokalen Krümmung. Dies führt zu der Möglichkeit, dass der lokale Krümmungsradius die verschiedenen Punkte seiner Symbole auf der Oberfläche von konvex zu konkav verändern kann, wie in Abbildung 3 gezeigt. Die Stelle, an der der Punkt auftritt, wird als Wendepunkt bezeichnet, was zu Schimmelbildung führen kann und Messprobleme. In der Zemax-Software kann der Querschnitt der Oberflächenkrümmung verwendet werden, um den lokalen Krümmungsradius der Oberfläche zu überprüfen.