Optičke specifikacije se koriste tokom dizajna i proizvodnje komponente ili sistema kako bi se okarakterisalo koliko dobro ispunjava određene zahtjeve performansi.Oni su korisni iz dva razloga: prvo, određuju prihvatljiva ograničenja ključnih parametara koji upravljaju performansama sistema;drugo, određuju količinu resursa (tj. vremena i troškova) koje treba potrošiti na proizvodnju.Optički sistem može patiti od nedovoljne specifikacije ili prevelike specifikacije, što može dovesti do nepotrebnog trošenja resursa.Paralight Optics pruža ekonomičnu optiku koja ispunjava vaše tačne zahtjeve.
Da biste bolje razumjeli optičke specifikacije, važno je naučiti šta one u osnovi znače.Slijedi kratak uvod u najčešće specifikacije gotovo svih optičkih elemenata.
Proizvodne specifikacije
Tolerancija prečnika
Tolerancija prečnika kružne optičke komponente obezbeđuje prihvatljiv raspon vrednosti za prečnik.Tolerancija promjera nema nikakvog utjecaja na optičke performanse same optike, ali je vrlo važna mehanička tolerancija koju treba uzeti u obzir ako će se optika montirati u bilo koji tip držača.Na primjer, ako promjer optičkog sočiva odstupa od njegove nominalne vrijednosti, moguće je da se mehanička osa može pomjeriti sa optičke ose u montiranom sklopu, što uzrokuje decentralizaciju.
Slika 1: Decentriranje kolimirane svjetlosti
Ova proizvodna specifikacija može varirati ovisno o vještini i sposobnostima određenog proizvođača.Paralight Optics može proizvoditi sočiva od prečnika 0,5 mm do 500 mm, tolerancije mogu doseći granice od +/-0,001 mm.
| Tabela 1: Tolerancije proizvodnje za prečnik | |
| Tolerancije prečnika | Kvaliteta |
| +0,00/-0,10 mm | Tipično |
| +0,00/-0,050 mm | Preciznost |
| +0,000/-0,010 | Visoka preciznost |
Tolerancija središnje debljine
Debljina centra optičke komponente, uglavnom sočiva, je debljina materijala komponente mjerena u centru.Debljina centra se meri preko mehaničke ose sočiva, definisana kao osa tačno između njegovih spoljnih ivica.Varijacije debljine centra sočiva mogu uticati na optičke performanse jer debljina centra, zajedno sa radijusom zakrivljenosti, određuje dužinu optičke putanje zraka koje prolaze kroz sočivo.
Slika 2: Dijagrami za CT, ET & FL
| Tabela 2: Tolerancije proizvodnje za središnju debljinu | |
| Tolerancije središnje debljine | Kvaliteta |
| +/-0,10 mm | Tipično |
| +/-0,050 mm | Preciznost |
| +/-0,010 mm | Visoka preciznost |
Debljina ivice Verses Debljina centra
Iz gornjih primjera dijagrama koji prikazuju središnju debljinu, vjerovatno ste primijetili da debljina sočiva varira od ruba do centra optike.Očigledno, ovo je funkcija radijusa zakrivljenosti i progiba.Plano-konveksna, bikonveksna i pozitivno meniskusna sočiva imaju veću debljinu u centru nego na ivici.Za plano-konkavna, bikonkavna i negativna meniskusna sočiva, središnja debljina je uvijek tanja od debljine ruba.Optički dizajneri općenito specificiraju i ivicu i središnju debljinu na svojim crtežima, tolerirajući jednu od ovih dimenzija, dok koriste drugu kao referentnu dimenziju.Važno je napomenuti da je bez jedne od ovih dimenzija nemoguće razaznati konačni oblik sočiva.
Slika 3: Dijagrami za CE, ET, BEF i EFL
Razlika u debljini klina/ivice (ETD)
Wedge, koji se ponekad naziva ETD ili ETV (Varijacija debljine ruba), jednostavan je koncept za razumijevanje u smislu dizajna i proizvodnje sočiva.U osnovi, ova specifikacija kontrolira koliko su dvije optičke površine sočiva paralelne jedna s drugom.Svaka varijacija od paralele može uzrokovati da se emitirana svjetlost odvoji od svoje putanje, budući da je cilj fokusiranje ili divergiranje svjetlosti na kontroliran način, stoga klin unosi neželjeno odstupanje u putanji svjetlosti.Klin se može odrediti u smislu ugaonog odstupanja (greške u centru) između dvije emitljive površine ili fizičke tolerancije na varijaciju debljine ruba, što predstavlja neusklađenost između mehaničke i optičke ose sočiva.
Slika 4: Greška centriranja
sagitta (sag)
Radijus zakrivljenosti je direktno povezan sa Sagitom, koja se u optičkoj industriji češće naziva Sag.U geometrijskom smislu, Sagitta predstavlja udaljenost od tačnog centra luka do centra njegove baze.U optici, Sag se primjenjuje na konveksnu ili konkavnu krivinu i predstavlja fizičku udaljenost između tačke (najviša ili najniža tačka) duž krive i središnje točke linije povučene okomito na krivu od jednog ruba optike do ostalo.Slika ispod nudi vizuelni prikaz Sag.
Slika 5: Dijagrami sag
Sag je važan jer obezbjeđuje središnju lokaciju radijusa zakrivljenosti, omogućavajući proizvođačima da pravilno pozicioniraju radijus na optici, kao i uspostavljanje debljine centra i ruba optike.Poznavajući radijus zakrivljenosti, kao i prečnik optike, Sag se može izračunati po sljedećoj formuli.
gdje:
R = radijus zakrivljenosti
d = prečnik
Radijus zakrivljenosti
Najvažniji aspekt sočiva je radijus zakrivljenosti, to je osnovni i funkcionalni parametar sfernih optičkih površina, koji zahtijeva kontrolu kvaliteta tokom proizvodnje.Polumjer zakrivljenosti definira se kao udaljenost između vrha optičke komponente i centra zakrivljenosti.Može biti pozitivan, nula ili negativan ovisno o tome da li je površina konveksna, ravna ili konkavna.
Poznavanje vrijednosti radijusa zakrivljenosti i debljine centra omogućava određivanje dužine optičke putanje zraka koje prolaze kroz sočivo ili ogledalo, ali takođe igra veliku ulogu u određivanju optičke snage površine, a to je koliko je jak optički sistem konvergira ili divergira svjetlost.Optički dizajneri razlikuju duge i kratke žižne daljine tako što opisuju količinu optičke snage svojih sočiva.Za kratke žižne daljine, one koje brže savijaju svjetlost i stoga postižu fokus na kraćoj udaljenosti od centra sočiva, kaže se da imaju veću optičku snagu, dok se za one koje sporije fokusiraju svjetlost opisuje da imaju manju optičku snagu.Radijus zakrivljenosti definiše žižnu daljinu sočiva, jednostavan način za izračunavanje žižne daljine za tanka sočiva je dat pomoću aproksimacije tankih sočiva Formule proizvođača sočiva.Imajte na umu da ova formula vrijedi samo za sočiva čija je debljina mala u poređenju sa izračunatom žižnom daljinom.
gdje:
f = žižna daljina
n = indeks prelamanja materijala sočiva
r1 = radijus zakrivljenosti za površinu najbližu upadnoj svjetlosti
r2 = radijus zakrivljenosti za površinu koja je najudaljenija od upadne svjetlosti
Kako bi kontrolirali bilo kakvu varijaciju žižne daljine, optičari stoga moraju definirati toleranciju radijusa.Prva metoda je primjena jednostavne mehaničke tolerancije, na primjer, radijus se može definirati kao 100 +/-0,1 mm.U tom slučaju, radijus može varirati između 99,9 mm i 100,1 mm.Druga metoda je primjena tolerancije radijusa u procentima.Koristeći isti radijus od 100 mm, optičar može odrediti da zakrivljenost ne smije varirati više od 0,5%, što znači da radijus mora pasti između 99,5 mm i 100,5 mm.Treći metod je definisanje tolerancije na žižnu daljinu, najčešće u procentima.Na primjer, objektiv sa žižnom daljinom od 500 mm može imati toleranciju +/-1% što se prevodi na 495 mm do 505 mm.Uključivanje ovih žižnih daljina u jednadžbu tankih sočiva omogućava proizvođačima da izvuku mehaničku toleranciju radijusa zakrivljenosti.
Slika 6: Tolerancija radijusa u centru zakrivljenosti
| Tabela 3: Tolerancije proizvodnje za radijus zakrivljenosti | |
| Radijus tolerancije zakrivljenosti | Kvaliteta |
| +/-0,5 mm | Tipično |
| +/-0,1% | Preciznost |
| +/-0,01% | Visoka preciznost |
U praksi, proizvođači optičkih uređaja koriste nekoliko različitih tipova instrumenata za kvalifikaciju radijusa zakrivljenosti sočiva.Prvi je sferometarski prsten pričvršćen za mjerni mjerač.Upoređujući razliku u zakrivljenosti između unaprijed definiranog “prstena” i radijusa zakrivljenosti optike, proizvođači mogu utvrditi da li je potrebna daljnja korekcija da bi se postigao odgovarajući radijus.Na tržištu postoji i niz digitalnih sferometara za povećanu preciznost.Druga vrlo precizna metoda je automatizirani kontaktni profilometar koji koristi sondu za fizičko mjerenje konture sočiva.Konačno, beskontaktna metoda interferometrije može se koristiti za kreiranje rubnog uzorka koji može kvantificirati fizičku udaljenost između sferne površine do odgovarajućeg centra zakrivljenosti.
Centracija
Centriranje je poznato i po centriranju ili decentriranju.Kao što naziv implicira, centriranje kontroliše tačnost lokacije radijusa zakrivljenosti.Savršeno centriran radijus bi precizno poravnao vrh (centar) njegove zakrivljenosti sa vanjskim prečnikom podloge.Na primjer, ploskokonveksno sočivo promjera 20 mm imalo bi savršeno centriran radijus ako bi vrh bio linearno pozicioniran tačno 10 mm od bilo koje tačke duž vanjskog prečnika.Iz toga slijedi da proizvođači optičkih uređaja moraju uzeti u obzir i X i Y os kada kontroliraju centriranje kao što je prikazano u nastavku.
Slika 7: Dijagram decentriranja
Količina decentrala u sočivu je fizički pomak mehaničke ose od optičke ose.Mehanička osa sočiva je jednostavno geometrijska osa sočiva i definirana je njegovim vanjskim cilindrom.Optička os sočiva definirana je optičkim površinama i linija je koja povezuje centre zakrivljenosti površina.
Slika 8: Dijagram decentriranja
| Tabela 4: Proizvodne tolerancije za centraciju | |
| Centracija | Kvaliteta |
| +/-5 lučnih minuta | Tipično |
| +/-3 lučne minute | Preciznost |
| +/-30 lučnih sekundi | Visoka preciznost |
Paralelizam
Paralelizam opisuje koliko su dvije površine paralelne jedna u odnosu na drugu.Korisno je u određivanju komponenti kao što su prozori i polarizatori gdje su paralelne površine idealne za performanse sistema jer minimiziraju izobličenje koje inače može degradirati sliku ili kvalitet svjetla.Tipične tolerancije se kreću od 5 lučnih minuta do nekoliko lučnih sekundi kako slijedi:
| Tabela 5: Proizvodne tolerancije za paralelizam | |
| Tolerancije paralelizma | Kvaliteta |
| +/-5 lučnih minuta | Tipično |
| +/-3 lučne minute | Preciznost |
| +/-30 lučnih sekundi | Visoka preciznost |
Angle Tolerance
U komponentama kao što su prizme i razdjelnici zraka, uglovi između površina su kritični za performanse optike.Ova tolerancija ugla se obično meri pomoću sklopa autokolimatora, čiji sistem izvora svetlosti emituje kolimirano svetlo.Autokolimator se rotira oko površine optike sve dok rezultujuća Fresnelova refleksija nazad u nju ne proizvede tačku na vrhu površine koja se pregleda.Ovo potvrđuje da kolimirani snop udara u površinu pri tačno normalnom upadu.Cijeli sklop autokolimatora se zatim rotira oko optike do sljedeće optičke površine i isti postupak se ponavlja.Slika 3 prikazuje tipičnu postavku autokolimatora za mjerenje tolerancije ugla.Razlika uglova između dve merene pozicije se koristi za izračunavanje tolerancije između dve optičke površine.Tolerancija kuta se može zadržati na tolerancijama od nekoliko lučnih minuta sve do nekoliko lučnih sekundi.
Slika 9: Postavljanje autokolimatora mjerenje tolerancije kuta
Bevel
Uglovi podloge mogu biti vrlo lomljivi, stoga ih je važno zaštititi prilikom rukovanja ili montaže optičke komponente.Najčešći način zaštite ovih uglova je košenje ivica.Bevels služe kao zaštitna ivica i sprečavaju strugotine ivica.Molimo pogledajte sljedeću tabelu 5 za specifikacije iskosa za različite prečnike.
| Tabela 6: Ograničenja proizvodnje za maksimalnu širinu kosine | |
| Prečnik | Maksimalna širina lica iskosa |
| 3,00 - 5,00 mm | 0,25 mm |
| 25,41 mm - 50,00 mm | 0.3mm |
| 50,01 mm - 75,00 mm | 0.4mm |
Clear Aperture
Čisti otvor blende određuje koji dio objektiva mora biti u skladu sa svim gore opisanim specifikacijama.Definiše se kao prečnik ili veličina optičke komponente bilo mehanički ili u procentima koji moraju zadovoljiti specifikacije, izvan toga, proizvođači ne garantuju da će se optika pridržavati navedenih specifikacija.Na primjer, sočivo može imati prečnik od 100 mm i čist otvor blende naveden kao 95 mm ili 95%.Bilo koja metoda je prihvatljiva, ali važno je zapamtiti kao opće pravilo, što je veći otvor blende, to je optika teža za proizvodnju jer gura potrebne karakteristike performansi sve bliže i bliže fizičkoj ivici optike.
Zbog ograničenja u proizvodnji, praktično je nemoguće proizvesti čist otvor točno jednak promjeru, ili dužini po širini, optike.
Slika 10: Grafika koja pokazuje jasan otvor blende i prečnik sočiva
| Tabela 7: Jasne tolerancije otvora blende | |
| Prečnik | Clear Aperture |
| 3,00 mm – 10,00 mm | 90% prečnika |
| 10,01 mm - 50,00 mm | Prečnik – 1 mm |
| ≥ 50,01 mm | Prečnik – 1,5 mm |
Za detaljnije specifikacije, pogledajte naš katalog optike ili istaknute proizvode.
Vrijeme objave: Apr-20-2023