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 Designkosten zu senken. Verglichen mit sphärischen Linsen hat die asphärische Linse einzigartige Vorteile, weshalb sie in der optischen Instrumenten-, Bild- und Photoelektronenindustrie, wie Digitalkameras, CD-Player und High-End-Mikroinstrumenten, weit verbreitet ist.

2、Komparativer Vorteil

a, Sphärische Aberrationskalibrierung

Der bemerkenswerteste Vorteil asphärischer Linsen beim Ersatz von sphärischen Linsen besteht darin, dass sie die sphärische Aberration korrigieren können, die durch sphärische Linsen in Kollimations- und Fokussiersystemen verursacht wird. Durch Einstellen der Oberflächenkonstante und des asphärischen Koeffizienten kann die asphärische Linse die sphärische Aberration maximal eliminieren. Asphärische Linsen (Strahlen konvergieren am selben Punkt und bieten optische Qualität) eliminieren im Wesentlichen sphärische Aberrationen, die von sphärischen Linsen erzeugt werden (Strahlen konvergieren an verschiedenen Punkten und führt zu unscharfer Abbildung).

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

b, Systemvorteile

Die asphärische Linse vereinfacht die Elemente, die Optikingenieure zur Verbesserung der optischen Qualität verwenden, und verbessert die Stabilität des Systems. Beispielsweise werden in Zoomsystemen normalerweise 10 oder mehr Linsen verwendet (zusätzlich: hohe mechanische Toleranzen, zusätzliche Montageverfahren und die Verbesserung der Antireflexbeschichtung). Eine oder zwei asphärische Linsen können jedoch ähnliche oder bessere optische Qualitäten erzielen. Dies reduziert die Systemgröße, erhöht den Kostensatz und reduziert die Gesamtkosten des Systems.

3、Formtechniken

a, Formen von Präzisionsglas

Beim Formen von Präzisionsglas wird das Glasmaterial auf hohe Temperatur erhitzt und plastisch, dann durch eine asphärische Form geformt und schließlich allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt. Derzeit ist das Formen von Präzisionsglas nicht für asphärische Linsen mit Durchmesser geeignet größer als 10mm. Allerdings treiben neue Werkzeuge, optisches Glas und Messverfahren die Entwicklung der Technologie voran. Obwohl das Präzisionsglasformen zu Beginn des Designs hohe Kosten verursacht (Hochpräzisionsformentwicklung), kann die Herstellung hochwertiger Produkte nach dem Formen von den Vorentwicklungskosten abgespalten werden. Es ist besonders geeignet für die Anforderungen der Massenproduktion.

b, Bilden des Präzisionspolierens

Läppen und Polieren sind allgemein auf die gleichzeitige Herstellung von monolithischen asphärischen Linsen anwendbar. Mit der Verbesserung der Technologie wird die Genauigkeit immer höher. Das Bemerkenswerteste ist, dass das präzise Polieren von Computern gesteuert und automatisch angepasst wird, um die Parameter zu optimieren. Wenn eine höhere Polierqualität erforderlich ist, wird eine magnetorheologische Endbearbeitung (magnetorheologische Endbearbeitung) angewendet . Im Vergleich zum Standardpolieren weist die magnetorheologische Endbearbeitung eine höhere Leistung und eine kürzere Zeit auf. Präzise Polierformtechnologie erfordert professionelle Ausrüstung. Es ist derzeit die erste Wahl für Musterproduktion und Kleinserienmuster.

c, Hybridformtechnik

Das Hybridformteil ist eine sphärische asphärische Linse mit einer sphärischen Linse als Substrat, die durch eine asphärische Form auf die Oberfläche der sphärischen Linse gegossen und durch eine Schicht aus Hochpolymer mit UV-Licht ausgehärtet wird. Im Allgemeinen wird die achromatische sphärische Formgebung verwendet Linse als Basis, und dann wird eine Schicht aus asphärischer Oberfläche auf die Oberfläche gegossen, um chromatische Aberration und sphärische Aberration gleichzeitig zu eliminieren. Abbildung 7 zeigt den Herstellungsprozess der asphärischen Hybridlinse. Die hybride asphärische Linse eignet sich für die Großserienfertigung mit zusätzlichen Eigenschaften (Beseitigung von chromatischer Aberration und sphärischer Aberration).

d, Spritzgießen

Neben asphärischen Linsen aus Glas gibt es asphärische Linsen aus Kunststoff. Kunststoffformen ist das Einspritzen von geschmolzenem Kunststoff 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 ist jedoch durch ihre niedrigen Kosten, ihr geringes Gewicht und ihr einfaches Formen gekennzeichnet. Es findet breite Anwendung in Bereichen mit mäßiger optischer Qualität, Temperaturunempfindlichkeit und geringer Druckfestigkeit.

4、Grundlage der Wahl

Alle Arten von asphärischen Linsen haben ihre eigenen relativen Vorteile. Daher ist es sehr wichtig, die richtigen Produkte für verschiedene Anwendungen auszuwählen. Die Hauptüberlegungen umfassen: Charge, Qualität und Kosten.