Connaissance de base de la technologie des lentilles asphériques

1、Principe technique

Le rayon de courbure de la lentille asphérique change avec l'axe central. Il peut être utilisé pour améliorer la qualité optique, réduire le nombre de composants optiques et réduire les coûts de conception. Par rapport à la lentille sphérique, la lentille asphérique présente des avantages uniques, elle a donc été largement utilisée dans l'industrie des instruments optiques, de l'image et des photoélectrons, tels que les appareils photo numériques, les lecteurs de CD et les micro-instruments haut de gamme.

2、Avantage comparatif

a, étalonnage de l'aberration sphérique

L'avantage le plus remarquable des lentilles asphériques en remplacement des lentilles sphériques est qu'elles peuvent corriger l'aberration sphérique causée par les lentilles sphériques dans les systèmes de collimation et de focalisation. En ajustant la constante de surface et le coefficient asphérique, la lentille asphérique peut éliminer l'aberration sphérique au maximum. Les lentilles asphériques (les rayons convergent vers le même point et offrent une qualité optique) éliminent essentiellement les aberrations sphériques produites par les lentilles sphériques (les rayons convergent vers différents points et conduit à une image floue).

Trois lentilles sphériques sont utilisées pour augmenter la distance focale effective, qui peut être utilisée pour éliminer l'aberration sphérique. Cependant, une lentille asphérique (ouverture numérique élevée, distance focale courte) peut être réalisée, et elle peut simplifier la conception du système et fournir la transmission de la lumière.

b, avantages du système

La lentille asphérique simplifie les éléments impliqués dans les ingénieurs optiques pour améliorer la qualité optique et améliore la stabilité du système. Par exemple, dans les systèmes de zoom, 10 lentilles ou plus sont normalement utilisées (supplémentaires : tolérances mécaniques élevées, procédures d'assemblage supplémentaires et amélioration du revêtement antireflet). Cependant, une ou deux lentilles asphériques peuvent atteindre des qualités optiques similaires ou meilleures. Cela réduit la taille du système, augmente le taux de coût et réduit le coût global du système.

3、Techniques de moulage

a, Moulage de verre de précision

Le moulage du verre de précision consiste à chauffer le matériau en verre à haute température et à le transformer en plastique, puis à le mouler par un moule asphérique et à le refroidir progressivement à température ambiante. À l'heure actuelle, le moulage du verre de précision ne convient pas aux lentilles asphériques de diamètre supérieure à 10 mm. Cependant, de nouveaux outils, verres optiques et processus de métrologie sont à l'origine du développement de la technologie. Bien que le moulage de verre de précision au début de la conception ait un coût élevé (développement de moules de haute précision), mais après le moulage, la production de produits de haute qualité peut être séparée des coûts de développement préalables. Il est particulièrement adapté aux besoins de la production de masse.

b, Formation de polissage de précision

Le rodage et le polissage sont généralement applicables à la production de lentilles asphériques monolithiques en une seule fois. Avec l'amélioration de la technologie, la précision est de plus en plus élevée. La chose la plus remarquable est que le polissage précis est contrôlé par des ordinateurs et ajusté automatiquement pour optimiser les paramètres. Si un polissage de qualité supérieure est requis, une finition magnétorhéologique (finition magnétorhéologique) sera adoptée. . Par rapport au polissage standard, la finition magnétorhéologique a des performances plus élevées et un temps plus court. La technologie de moulage par polissage de précision nécessite un équipement professionnel. C'est actuellement le premier choix de production d'échantillons et d'échantillons de petits lots.

c, technologie de moulage hybride

Le moulage hybride est une lentille asphérique sphérique avec une lentille sphérique comme substrat, qui est coulée sur la surface de la lentille sphérique à travers un moule asphérique et durcie par une couche de haut polymère avec de la lumière UV. La formation mixte est généralement utilisée la sphérique achromatique lentille comme base, puis une couche de surface asphérique est coulée sur la surface pour éliminer simultanément l'aberration chromatique et l'aberration sphérique. La figure 7 est le processus de fabrication de la lentille asphérique hybride. La lentille asphérique hybride convient à la fabrication à grande échelle avec des caractéristiques supplémentaires (élimination de l'aberration chromatique et de l'aberration sphérique).

d, moulage par injection

En plus des lentilles asphériques en verre, il existe des lentilles asphériques en plastique. Le moulage en plastique consiste à injecter des plastiques fondus dans des moules asphériques. Par rapport au verre, la stabilité thermique et la résistance à la compression des plastiques sont médiocres. Il nécessite un traitement particulier pour obtenir des lentilles asphériques similaires. Cependant, la lentille asphérique en plastique se caractérise par son faible coût, son poids léger et son moulage facile. Il est largement utilisé dans les domaines de qualité optique moyenne, peu sensible à la stabilité thermique et peu résistant à la pression.

4、Base de choix

Tous les types de lentilles asphériques ont leurs propres avantages relatifs. Par conséquent, il est très important de choisir les bons produits pour différentes applications. Les principales considérations incluent : le lot, la qualité et le coût.