Optiese spesifikasies word regdeur die ontwerp en vervaardiging van 'n komponent of stelsel gebruik om te bepaal hoe goed dit aan sekere prestasievereistes voldoen.Hulle is nuttig om twee redes: eerstens spesifiseer hulle die aanvaarbare limiete van sleutelparameters wat stelselwerkverrigting beheer;tweedens spesifiseer hulle die hoeveelheid hulpbronne (dws tyd en koste) wat aan vervaardiging bestee moet word.'n Optiese stelsel kan óf onder- of oorspesifikasie ly, wat albei kan lei tot onnodige besteding van hulpbronne.Paralight Optics bied koste-effektiewe optika om aan jou presiese vereistes te voldoen.
Om 'n beter begrip van optiese spesifikasies te kry, is dit belangrik om te leer wat dit basies beteken.Die volgende is 'n kort inleiding van die mees algemene spesifikasies van byna alle optiese elemente.
Vervaardigingsspesifikasies
Diameter Toleransie
Die deursnee-toleransie van 'n sirkelvormige optiese komponent verskaf die aanvaarbare reeks waardes vir die deursnee.Die deursnee-toleransie het geen effek op die optiese werkverrigting van die optiese self nie, maar dit is 'n baie belangrike meganiese toleransie wat oorweeg moet word as die optiese optika in enige tipe houer gemonteer gaan word.Byvoorbeeld, as die deursnee van 'n optiese lens van sy nominale waarde afwyk, is dit moontlik dat die meganiese as van die optiese as in 'n gemonteerde samestelling verplaas kan word, en sodoende desentrering veroorsaak.
Figuur 1: Desentrering van gekollimeerde lig
Hierdie vervaardigingspesifikasie kan wissel op grond van die vaardigheid en vermoëns van die spesifieke vervaardiger.Paralight Optics kan lense vervaardig van 0,5 mm tot 500 mm deursnee, toleransies kan die grense van +/- 0,001 mm bereik.
| Tabel 1: Vervaardigingstoleransies vir deursnee | |
| Diameter Toleransies | Kwaliteit Graad |
| +0.00/-0.10 mm | Tipies |
| +0.00/-0.050 mm | Presisie |
| +0,000/-0,010 | Hoë presisie |
Sentrum dikte verdraagsaamheid
Die middeldikte van 'n optiese komponent, meestal die lense, is die materiaaldikte van die komponent gemeet in die middel.Middeldikte word oor die meganiese as van die lens gemeet, gedefinieer as die as presies tussen sy buitenste rande.Variasie van die middeldikte van 'n lens kan die optiese werkverrigting beïnvloed omdat middeldikte, tesame met kromingsradius, die optiese padlengte van strale wat deur die lens gaan, bepaal.
Figuur 2: Diagramme vir CT, ET & FL
| Tabel 2: Vervaardigingstoleransies vir middeldikte | |
| Sentrum dikte Toleransies | Kwaliteit Graad |
| +/-0,10 mm | Tipies |
| +/-0,050 mm | Presisie |
| +/-0,010 mm | Hoë presisie |
Randdikte Verse Sentrumdikte
Uit die bogenoemde voorbeelde van diagramme wat die middeldikte wys, het jy waarskynlik opgemerk dat die dikte van 'n lens wissel van die rand tot die middel van die optiese.Dit is natuurlik 'n funksie van die radius van kromming en insakking.Plano-konvekse, bikonvekse en positiewe meniskuslense het 'n groter dikte by hul middelpunte as aan die rand.Vir plano-konkawe, bikonkawe en negatiewe meniskuslense is die middeldikte altyd dunner as die randdikte.Optiese ontwerpers spesifiseer oor die algemeen beide die rand- en middeldikte op hul tekeninge, verdraagsaam een van hierdie afmetings, terwyl die ander as 'n verwysingsdimensie gebruik word.Dit is belangrik om daarop te let dat dit sonder een van hierdie afmetings onmoontlik is om die finale vorm van die lens te onderskei.
Figuur 3: Diagramme vir CE, ET, BEF en EFL
Wig-/randdikteverskil (ETD)
Wedge, soms na verwys as ETD of ETV (Edge Thickness Variation), is 'n eenvoudige konsep om te verstaan in terme van lensontwerp en vervaardiging.Basies beheer hierdie spesifikasie hoe parallel die twee optiese oppervlaktes van 'n lens aan mekaar is.Enige variasie van parallel kan veroorsaak dat die deurgelate lig van sy pad afwyk, aangesien die doel is om lig op 'n beheerde wyse te fokus of te divergeer, wig stel dus ongewenste afwyking in die ligpad in.Wig kan gespesifiseer word in terme van hoekafwyking (sentreerfout) tussen die twee oordragoppervlaktes of 'n fisiese toleransie op die randdiktevariasie, dit verteenwoordig die wanbelyning tussen die meganiese en optiese asse van 'n lens.
Figuur 4: Sentreringsfout
Sagitta (Sag)
Radius van kromming is direk verwant aan Sagitta, meer algemeen genoem Sag in die optiese industrie.In meetkundige terme verteenwoordig Sagitta die afstand vanaf die presiese middelpunt van 'n boog na die middel van sy basis.In optika is Sag van toepassing op óf die konvekse of konkawe kromming en verteenwoordig die fisiese afstand tussen die hoekpunt (hoogste of laagste punt) punt langs die kromme en die middelpunt van 'n lyn wat loodreg op die kromme getrek word vanaf een rand van die optiese optika na die ander.Figuur hieronder bied 'n visuele uitbeelding van Sag.
Figuur 5: Diagramme van Sag
Sag is belangrik omdat dit die middelste ligging vir die krommingsradius verskaf, wat vervaardigers dus in staat stel om die radius korrek op die optiese te plaas, sowel as om beide die middel- en randdikte van 'n optiese te bepaal.Deur die radius van kromming te ken, sowel as die deursnee van 'n optiese, kan die Sag deur die volgende formule bereken word.
Waar:
R = krommingsradius
d = deursnee
Radius van Kromming
Die belangrikste aspek van 'n lens is die radius van kromming, dit is 'n fundamentele en funksionele parameter van sferiese optiese oppervlaktes, wat gehaltebeheer tydens vervaardiging vereis.Die krommingsradius word gedefinieer as die afstand tussen 'n optiese komponent se hoekpunt en die middelpunt van kromming.Dit kan positief, nul of negatief wees, afhangende van of die oppervlak konveks, plano of konkaaf is, met respek.
Om die waarde van die krommingsradius en middeldikte te ken, stel 'n mens in staat om die optiese padlengte van strale wat deur die lens of spieël gaan te bepaal, maar dit speel ook 'n groot rol in die bepaling van die optiese krag van die oppervlak, wat is hoe sterk die optiese stelsel konvergeer of divergeer lig.Optiese ontwerpers onderskei tussen lang en kort brandpunte deur die hoeveelheid optiese krag van hul lense te beskryf.Kort brandpunte, dié wat lig vinniger buig en dus fokus op 'n korter afstand vanaf die middel van die lens bereik, word gesê dat dit groter optiese krag het, terwyl dié wat lig stadiger fokus, beskryf word as met minder optiese krag.Die krommingsradius definieer die brandpuntafstand van 'n lens, 'n eenvoudige manier om brandpuntafstand vir dun lense te bereken word gegee deur die dunlensbenadering van die lensvervaardiger se formule.Neem asseblief kennis, hierdie formule is slegs geldig vir lense waarvan die dikte klein is in vergelyking met die berekende brandpuntsafstand.
Waar:
f = brandpuntsafstand
n = brekingsindeks van lensmateriaal
r1 = krommingsradius vir oppervlak naaste aan invallende lig
r2 = krommingsradius vir oppervlak verste weg van invallende lig
Ten einde enige variasie in die brandpunt te beheer, moet oogkundiges dus die radius-toleransie definieer.Die eerste metode is om 'n eenvoudige meganiese toleransie toe te pas, byvoorbeeld, 'n radius kan gedefinieer word as 100 +/-0.1 mm.In so 'n geval kan die radius tussen 99,9 mm en 100,1 mm wissel.Die tweede metode is om 'n radius-toleransie in terme van persentasie toe te pas.Deur dieselfde radius van 100 mm te gebruik, kan 'n oogkundige spesifiseer dat die kromming nie meer as 0,5% mag verskil nie, wat beteken dat die radius tussen 99,5 mm en 100,5 mm moet val.Die derde metode is om 'n toleransie op die brandpunt te definieer, meestal in terme van persentasie.Byvoorbeeld, 'n lens met 'n 500mm brandpunt kan 'n +/-1% toleransie hê wat vertaal word na 495mm tot 505mm.Deur hierdie brandpunte in die dunlensvergelyking te prop, laat vervaardigers toe om die meganiese toleransie op die krommingsradius af te lei.
Figuur 6: Radius-toleransie by die middel van kromming
| Tabel 3: Vervaardigingstoleransies vir kromingsradius | |
| Radius van krommingstoleransies | Kwaliteit Graad |
| +/-0,5 mm | Tipies |
| +/-0,1% | Presisie |
| +/-0,01% | Hoë presisie |
In die praktyk gebruik optiese vervaardigers verskeie verskillende soorte instrumente om die krommingsradius op 'n lens te kwalifiseer.Die eerste is 'n sferometerring wat aan 'n maatmeter geheg is.Deur die verskil in kromming tussen 'n voorafbepaalde "ring" en die optika se krommingsradius te vergelyk, kan vervaardigers bepaal of verdere regstelling nodig is om die toepaslike radius te bereik.Daar is ook 'n aantal digitale sferometers op die mark vir verhoogde akkuraatheid.Nog 'n uiters akkurate metode is 'n outomatiese kontakprofilometer wat 'n sonde gebruik om die kontoer van die lens fisies te meet.Laastens kan die nie-kontakmetode van interferometrie gebruik word om 'n randpatroon te skep wat in staat is om die fisiese afstand tussen die sferiese oppervlak tot sy ooreenstemmende krommingsentrum te kwantifiseer.
Sentrasie
Sentrasie staan ook bekend aan sentrering of desentrering.Soos die naam aandui, beheer sentrasie die liggingakkuraatheid van die krommingsradius.'n Perfek gesentreerde radius sal die hoekpunt (middelpunt) van sy kromming presies in lyn bring met die buitedeursnee van die substraat.Byvoorbeeld, 'n plano-konvekse lens met 'n deursnee van 20 mm sal 'n perfek gesentreerde radius hê as die hoekpunt lineêr presies 10 mm vanaf enige punt langs die buitedeursnee geposisioneer is.Dit volg dus dat optiese vervaardigers beide die X- en Y-as in ag moet neem wanneer hulle sentrasie beheer soos hieronder getoon.
Figuur 7: Diagram van desentrering
Die hoeveelheid desentrum in 'n lens is die fisiese verplasing van die meganiese as vanaf die optiese as.Die meganiese as van 'n lens is bloot die geometriese as van die lens en word gedefinieer deur sy buitenste silinder.Die optiese as van 'n lens word gedefinieer deur die optiese oppervlaktes en is die lyn wat die krommingsentrums van die oppervlaktes verbind.
Figuur 8: Diagram van desentrering
| Tabel 4: Vervaardigingstoleransies vir Sentrasie | |
| Sentrasie | Kwaliteit Graad |
| +/-5 Arcminute | Tipies |
| +/-3 Arcminutes | Presisie |
| +/-30 Boogsekondes | Hoë presisie |
Parallelisme
Parallelisme beskryf hoe ewewydig twee oppervlaktes met betrekking tot mekaar is.Dit is nuttig om komponente soos vensters en polarisators te spesifiseer waar parallelle oppervlaktes ideaal is vir stelselwerkverrigting omdat hulle vervorming verminder wat andersins beeld- of ligkwaliteit kan verswak.Tipiese toleransies wissel van 5 boogminute tot 'n paar boogsekondes soos volg:
| Tabel 5: Vervaardigingstoleransies vir Parallelisme | |
| Parallelisme Toleransies | Kwaliteit Graad |
| +/-5 Arcminute | Tipies |
| +/-3 Arcminutes | Presisie |
| +/-30 Boogsekondes | Hoë presisie |
Hoekverdraagsaamheid
In komponente soos prismas en straalverdelers is die hoeke tussen oppervlaktes van kritieke belang vir die werkverrigting van die optiese.Hierdie hoektoleransie word tipies gemeet met behulp van 'n outokollimatorsamestelling, waarvan die ligbronstelsel gekollimeerde lig uitstraal.Die outokollimator word om die oppervlak van die optiese middel geroteer totdat die resulterende Fresnel-refleksie terug daarin 'n plek bo-op die oppervlak wat ondersoek word, produseer.Dit verifieer dat die gekollimeerde straal die oppervlak met presies normale inval tref.Die hele outokollimator-samestelling word dan om die optiese na die volgende optiese oppervlak geroteer en dieselfde prosedure word herhaal.Figuur 3 toon 'n tipiese outokollimator-opstelling wat hoektoleransie meet.Die verskil in hoek tussen die twee gemete posisies word gebruik om die toleransie tussen die twee optiese oppervlaktes te bereken.Hoektoleransie kan tot toleransies van 'n paar boogminute tot 'n paar boogsekondes gehou word.
Figuur 9: Outokollimator-opstelling Meet hoektoleransie
Bevel
Substraathoeke kan baie broos wees, daarom is dit belangrik om dit te beskerm wanneer 'n optiese komponent hanteer of gemonteer word.Die mees algemene manier om hierdie hoeke te beskerm, is om die rande te skuins.Skuins dien as beskermende afkante en voorkom randskyfies.Sien asseblief die volgende tabel 5 vir die skuinspesifikasie vir verskillende diameters.
| Tabel 6: Vervaardigingslimiete vir maksimum gesigbreedte van afskuining | |
| Deursnee | Maksimum gesig breedte van skuins |
| 3,00 - 5,00 mm | 0,25 mm |
| 25,41 mm - 50,00 mm | 0,3 mm |
| 50.01mm - 75.00mm | 0,4 mm |
Duidelike diafragma
Duidelike diafragma bepaal watter gedeelte van 'n lens moet voldoen aan al die spesifikasies hierbo beskryf.Dit word gedefinieer as die deursnee of grootte van 'n optiese komponent óf meganies óf volgens persentasie wat aan spesifikasies moet voldoen, daarbuite waarborg vervaardigers nie dat die optiese komponent aan die genoemde spesifikasies sal voldoen nie.Byvoorbeeld, 'n lens kan 'n deursnee van 100 mm hê en 'n duidelike diafragma gespesifiseer as óf 95 mm óf 95%.Enige metode is aanvaarbaar, maar dit is belangrik om as 'n algemene reël te onthou, hoe groter die duidelike diafragma, hoe moeiliker is die optiese om te produseer aangesien dit die vereiste prestasie-eienskappe nader en nader aan die fisiese rand van die optiese stoot.
As gevolg van vervaardigingsbeperkings, is dit feitlik onmoontlik om 'n duidelike opening presies gelyk aan die deursnee, of die lengte volgens breedte, van 'n optiese te produseer.
Figuur 10: Grafiek wat duidelike diafragma en deursnee van 'n lens aandui
| Tabel 7: Duidelike openingstoleransies | |
| Deursnee | Duidelike diafragma |
| 3.00mm – 10.00mm | 90% van deursnee |
| 10,01 mm - 50,00 mm | Deursnee - 1 mm |
| ≥ 50,01 mm | Deursnee - 1,5 mm |
Vir meer in-diepte spesifikasies, sien asseblief ons katalogus optika of uitgestalde produkte.
Postyd: 20-20-2023