Definieren von Merkmalen und Anwendungen von Aspheric Optics

Im Großen und Ganzen sind asphärische Oberflächen andere Oberflächen mit Ausnahme von Kugeln und Ebenen. Aus Anwendungs sicht können asphärische Oberflächen in achsen symmetrische asphärische Oberflächen, asphärische Oberflächen mit zwei Symmetrie flächen und Freiform flächen ohne Symmetrie katego risiert werden.

Klassifizierung von asphärischen Oberflächen

Asphärische Oberflächen werden normaler weise in sekundäre asphärische Oberflächen und höhere asphärische Oberflächen eingeteilt. Sekundäre Asphären werden am häufigsten in optischen Systemen verwendet und haben eine besondere Position in Bezug auf andere Arten von Asphären. Sekundäre asphärische Oberflächen können unterteilt werden in: ein Paar asphärischer Oberflächen ohne Bildpunkte und keine asphärischen Oberflächen ohne Bildpunkte. Ersteres ist in verschiedenen optischen Instrumenten weit verbreitet und ist die häufigste asphärische Oberfläche. Letzteres ist weit verbreitet bei der Bildung von verzerrtem Bild des optischen Systems. Höhere asphärische Oberflächen können in monotone Meridian kurven flächen und nicht monotone Oberflächen unterteilt werden. Die Klassifizierung asphärischer Oberflächen ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Klassifizierung von optischen Asphären

Freiform flächen

Der allgemeine Ausdruck für eine freie Oberfläche ist Z = ∑AijXiYj i,j = 0,1,2. ..... N. Für diese Art von freier Oberfläche wird sie, obwohl sie das achsen symmetrische Merkmal asphärischer Oberflächen verloren hat, immer noch regelmäßig um einen Koordinaten ursprung erweitert. Das gegenwärtige Paar ist immer noch regelmäßig.

Eine weitere Klasse komplexer Freiform flächen, die nur als drei dimensionale Punkt koordinaten definiert werden können, wird häufig in progressiven multifokalen Gläsern verwendet, um den Zweck der Verteilung des optischen Fokus nach einem bestimmten Gesetz zu realisieren.

Asphärische Vorteile und Anwendungen

Asphärische Linsen, bei denen der Krümmung radius mit der mittel achse variiert, werden verwendet, um die optische Qualität zu verbessern, optische Komponenten zu reduzieren und die Konstruktion kosten zu senken. Asphärische Linsen haben einzigartige Vorteile gegenüber sphärischen Linsen und werden daher in der optischen Instrumenten-, Bildgebungs-und Opto elektronik industrie wie Digital kameras, CD-Playern und hochwertigen mikroskop ischen Instrumenten weit verbreitet verwendet. Es dient haupt sächlich den folgenden Zwecken:

A. Kalibrierung der sphärischen Aberration

Asphärische Linsen werden verwendet, um sphärische Linsen zu ersetzen, und der wichtigste Vorteil besteht darin, dass die durch sphärische Linsen im Kollimations-und Fokus sier system verursachte sphärische Aberration korrigiert werden kann. Durch Einstellen der Oberflächen konstanten und asphärischen Koeffizienten können asphärische Linsen die sphärische Aberration minimieren. Asphärische Linsen (Lichtstrahlen konvergieren zu demselben Punkt und sorgen für optische Qualität) beseitigen im Wesentlichen die sphärische Aberration (Lichtstrahlen konvergieren zu verschiedenen Punkten, was zu verschwommener Bildgebung führt), die durch sphärische Linsen erzeugt wird. Drei sphärische Linsen werden verwendet, um die effektive Brennweite zu erhöhen, und werden verwendet, um sphärische Aberration zu eliminieren. Eine asphärische Linse (hohe numerische Apertur, kurze Brennweite) kann jedoch realisiert werden und vereinfacht das Systemdesign und sorgt für eine Licht übertragung.

Abbildung 2. Sphärische Aberration unterdrückung asphärische Linse

B. System Vorteile

Asphärische Linsen vereinfachen die beteiligten Elemente für optische Ingenieure, um die optische Qualität zu verbessern und gleichzeitig die Stabilität des Systems zu erhöhen. Zum Beispiel in einem Zooms ystem, in dem typischer weise 10 oder mehr Linsen verwendet werden (plus: hohe mechanische Toleranzen, zusätzliche Montage verfahren, verbesserte Anti reflex beschichtungen), ähnliche oder bessere optische Qualitäten können mit 1 oder 2 asphärischen Linsen erreicht werden, wodurch die System größe reduziert und das Kosten verhältnis erhöht wird. Und Senkung der Gesamtkosten des Systems.