Spesifikasi optik digunakan di seluruh desain dan pembuatan komponen atau sistem untuk mengkarakterisasi seberapa baik memenuhi persyaratan kinerja tertentu.Mereka berguna karena dua alasan: pertama, mereka menentukan batas parameter kunci yang dapat diterima yang mengatur kinerja sistem;kedua, mereka menentukan jumlah sumber daya (yaitu waktu dan biaya) yang harus dikeluarkan untuk manufaktur.Sistem optik dapat mengalami under-spesifikasi atau over-spesifikasi, yang keduanya dapat mengakibatkan pengeluaran sumber daya yang tidak perlu.Optik Paralight menyediakan optik hemat biaya untuk memenuhi kebutuhan Anda.
Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang spesifikasi optik, penting untuk mempelajari apa arti dasarnya.Berikut ini adalah pengantar singkat tentang spesifikasi paling umum dari hampir semua elemen optik.
Spesifikasi Manufaktur
Toleransi Diameter
Toleransi diameter komponen optik bundar memberikan rentang nilai diameter yang dapat diterima.Toleransi diameter tidak berpengaruh pada kinerja optik optik itu sendiri, namun toleransi mekanis yang sangat penting untuk dipertimbangkan jika optik akan dipasang di semua jenis dudukan.Misalnya, jika diameter lensa optik menyimpang dari nilai nominalnya, ada kemungkinan bahwa sumbu mekanis dapat dipindahkan dari sumbu optik dalam rakitan yang terpasang, sehingga menyebabkan defleksi.
Gambar 1: Decentering dari Collimated Light
Spesifikasi manufaktur ini dapat bervariasi berdasarkan keterampilan dan kemampuan fabrikator tertentu.Optik Paralight dapat memproduksi lensa dari diameter 0,5mm hingga 500mm, toleransi dapat mencapai batas +/- 0,001mm.
| Tabel 1: Toleransi Manufaktur untuk Diameter | |
| Toleransi Diameter | Kelas Kualitas |
| +0,00/-0,10 mm | Khas |
| +0,00/-0,050 mm | Presisi |
| +0,000/-0,010 | Presisi Tinggi |
Toleransi Ketebalan Tengah
Ketebalan tengah komponen optik, sebagian besar lensa, adalah ketebalan material komponen yang diukur di tengah.Ketebalan tengah diukur melintasi sumbu mekanis lensa, yang didefinisikan sebagai sumbu tepat di antara tepi luarnya.Variasi ketebalan pusat lensa dapat mempengaruhi kinerja optik karena ketebalan pusat bersama dengan jari-jari kelengkungan menentukan panjang jalur optik sinar yang melewati lensa.
Gambar 2: Diagram untuk CT, ET & FL
| Tabel 2: Toleransi Manufaktur untuk Ketebalan Tengah | |
| Toleransi Ketebalan Tengah | Kelas Kualitas |
| +/-0,10 mm | Khas |
| +/- 0,050 mm | Presisi |
| +/- 0,010 mm | Presisi Tinggi |
Ketebalan Tepi Ayat Ketebalan Tengah
Dari contoh diagram di atas yang menunjukkan ketebalan tengah, Anda mungkin memperhatikan bahwa ketebalan lensa bervariasi dari tepi ke tengah optik.Jelas, ini adalah fungsi dari jari-jari kelengkungan dan sag.Lensa plano-cembung, bikonveks, dan meniskus positif memiliki ketebalan yang lebih besar di bagian tengahnya daripada di tepinya.Untuk lensa plano-cekung, bikonkaf, dan meniskus negatif, ketebalan tengah selalu lebih tipis daripada ketebalan tepi.Perancang optik umumnya menentukan ketebalan tepi dan tengah pada gambar mereka, mentolerir salah satu dimensi ini, sambil menggunakan yang lain sebagai dimensi referensi.Penting untuk diperhatikan bahwa tanpa salah satu dari dimensi ini, tidak mungkin membedakan bentuk akhir lensa.
Gambar 3: Diagram untuk CE, ET, BEF dan EFL
Perbedaan Ketebalan Baji / Tepi (ETD)
Wedge, terkadang disebut sebagai ETD atau ETV (Edge Thickness Variation), adalah konsep yang mudah dipahami dalam hal desain dan fabrikasi lensa.Pada dasarnya, spesifikasi ini mengontrol seberapa paralel dua permukaan optik lensa satu sama lain.Variasi apa pun dari paralel dapat menyebabkan cahaya yang ditransmisikan menyimpang dari jalurnya, karena tujuannya adalah untuk memfokuskan atau menyimpangkan cahaya secara terkendali, oleh karena itu baji memperkenalkan penyimpangan yang tidak diinginkan di jalur cahaya.Baji dapat ditentukan dalam hal deviasi sudut (kesalahan pemusatan) antara dua permukaan transmisi atau toleransi fisik pada variasi ketebalan tepi, ini menunjukkan ketidaksejajaran antara sumbu mekanis dan optik lensa.
Gambar 4: Kesalahan Pemusatan
Sagitta (Sag)
Jari-jari kelengkungan berhubungan langsung dengan Sagitta, lebih sering disebut Sag dalam industri optik.Dalam istilah geometris, Sagitta mewakili jarak dari pusat busur yang tepat ke pusat alasnya.Dalam optik, Sag berlaku untuk kelengkungan cembung atau cekung dan mewakili jarak fisik antara titik puncak (titik tertinggi atau terendah) di sepanjang kurva dan titik pusat garis yang ditarik tegak lurus ke kurva dari satu tepi optik ke lainnya.Gambar di bawah menawarkan penggambaran visual Sag.
Gambar 5: Diagram Sag
Sag penting karena menyediakan lokasi pusat untuk jari-jari kelengkungan, sehingga memungkinkan perakit memposisikan jari-jari dengan benar pada optik, serta, menetapkan ketebalan pusat dan tepi optik.Dengan mengetahui jari-jari kelengkungan, serta diameter optik, Sag dapat dihitung dengan rumus berikut.
Di mana:
R = jari-jari kelengkungan
d = diameter
Radius Kelengkungan
Aspek terpenting lensa adalah jari-jari kelengkungan, ini adalah parameter fundamental dan fungsional permukaan optik bola, yang memerlukan kontrol kualitas selama pembuatan.Jari-jari kelengkungan didefinisikan sebagai jarak antara simpul komponen optik dan pusat kelengkungan.Itu bisa positif, nol, atau negatif tergantung pada apakah permukaannya cembung, plano, atau cekung, dengan hormat.
Mengetahui nilai jari-jari kelengkungan dan ketebalan pusat memungkinkan seseorang untuk menentukan panjang jalur optik sinar yang melewati lensa atau cermin, tetapi juga memainkan peran besar dalam menentukan daya optik permukaan, yaitu seberapa kuat kekuatan optik. sistem konvergen atau divergen cahaya.Perancang optik membedakan antara panjang fokus panjang dan pendek dengan menjelaskan jumlah daya optik lensa mereka.Panjang fokus pendek, yang membelokkan cahaya lebih cepat sehingga mencapai fokus dalam jarak yang lebih pendek dari bagian tengah lensa dikatakan memiliki daya optik lebih besar, sedangkan yang memfokuskan cahaya lebih lambat disebut memiliki daya optik lebih kecil.Jari-jari kelengkungan menentukan panjang fokus lensa, cara sederhana untuk menghitung panjang fokus untuk lensa tipis diberikan oleh Pendekatan Lensa Tipis dari Formula Pembuat Lensa.Perlu diketahui, rumus ini hanya berlaku untuk lensa yang ketebalannya kecil jika dibandingkan dengan panjang fokus yang dihitung.
Di mana:
f = panjang fokus
n = indeks bias bahan lensa
r1 = jari-jari kelengkungan untuk permukaan yang paling dekat dengan cahaya datang
r2 = jari-jari kelengkungan untuk permukaan terjauh dari cahaya datang
Untuk mengontrol setiap variasi panjang fokus, ahli kacamata perlu menentukan toleransi radius.Metode pertama adalah menerapkan toleransi mekanis sederhana, misalnya radius dapat didefinisikan sebagai 100 +/- 0,1 mm.Dalam kasus seperti itu, radius dapat bervariasi antara 99,9 mm dan 100,1 mm.Metode kedua adalah menerapkan toleransi radius dalam bentuk persentase.Menggunakan radius 100mm yang sama, ahli kacamata dapat menentukan bahwa kelengkungan tidak boleh lebih dari 0,5%, yang berarti radius harus berada di antara 99,5mm dan 100,5mm.Metode ketiga adalah menentukan toleransi pada panjang fokus, paling sering dalam bentuk persentase.Misalnya, lensa dengan panjang fokus 500mm mungkin memiliki toleransi +/-1% yang berarti 495mm hingga 505mm.Memasukkan panjang fokus ini ke dalam persamaan lensa tipis memungkinkan perakit mendapatkan toleransi mekanis pada jari-jari kelengkungan.
Gambar 6: Toleransi Radius di Pusat Kelengkungan
| Tabel 3: Toleransi Manufaktur untuk Radius of Curvature | |
| Toleransi Radius Kelengkungan | Kelas Kualitas |
| +/- 0,5mm | Khas |
| +/-0,1% | Presisi |
| +/-0,01% | Presisi Tinggi |
Dalam praktiknya, perakit optik menggunakan beberapa jenis instrumen berbeda untuk menentukan radius kelengkungan pada lensa.Yang pertama adalah cincin sferometer yang terpasang pada alat pengukur.Dengan membandingkan perbedaan kelengkungan antara "cincin" yang telah ditentukan sebelumnya dan radius kelengkungan optik, perakit dapat menentukan apakah koreksi lebih lanjut diperlukan untuk mencapai radius yang sesuai.Ada juga sejumlah sferometer digital di pasaran untuk meningkatkan akurasi.Metode lain yang sangat akurat adalah profilometer kontak otomatis yang menggunakan probe untuk mengukur kontur lensa secara fisik.Akhirnya, metode interferometri non-kontak dapat digunakan untuk membuat pola pinggiran yang mampu mengukur jarak fisik antara permukaan bola ke pusat kelengkungan yang sesuai.
Pusat
Centration juga dikenal dengan centering atau modester.Sesuai namanya, centration mengontrol akurasi lokasi radius kelengkungan.Jari-jari yang terpusat sempurna akan secara tepat menyelaraskan puncak (pusat) kelengkungannya dengan diameter luar substrat.Sebagai contoh, sebuah lensa plano-cembung dengan diameter 20mm akan memiliki jari-jari yang terpusat sempurna jika vertex diposisikan secara linier tepat 10mm dari titik mana pun di sepanjang diameter luar.Oleh karena itu, perakit optik harus memperhitungkan sumbu X dan Y saat mengontrol sentrasi seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Gambar 7: Diagram Decentering
Jumlah yang lebih baik dalam sebuah lensa adalah perpindahan fisik sumbu mekanis dari sumbu optik.Sumbu mekanis lensa hanyalah sumbu geometris lensa dan ditentukan oleh silinder luarnya.Sumbu optik lensa ditentukan oleh permukaan optik dan merupakan garis yang menghubungkan pusat kelengkungan permukaan.
Gambar 8: Diagram Decentering
| Tabel 4: Toleransi manufaktur untuk Centration | |
| Pusat | Kelas Kualitas |
| +/-5 menit busur | Khas |
| +/- 3 Menit busur | Presisi |
| +/- 30 Detik busur | Presisi Tinggi |
Paralelisme
Paralelisme menggambarkan bagaimana paralel dua permukaan terhadap satu sama lain.Ini berguna dalam menentukan komponen seperti jendela dan polarizer di mana permukaan paralel ideal untuk kinerja sistem karena meminimalkan distorsi yang dapat menurunkan kualitas gambar atau cahaya.Toleransi tipikal berkisar dari 5 menit busur hingga beberapa detik busur sebagai berikut:
| Tabel 5: Toleransi Manufaktur untuk Paralelisme | |
| Toleransi Paralelisme | Kelas Kualitas |
| +/-5 menit busur | Khas |
| +/- 3 Menit busur | Presisi |
| +/- 30 Detik busur | Presisi Tinggi |
Toleransi Sudut
Dalam komponen seperti prisma dan pemecah berkas, sudut antara permukaan sangat penting untuk kinerja optik.Toleransi sudut ini biasanya diukur menggunakan rakitan autokolimator, yang sistem sumber cahayanya memancarkan cahaya terkolimasi.Autokolimator diputar di sekitar permukaan optik sampai pantulan Fresnel yang dihasilkan kembali ke dalamnya menghasilkan titik di atas permukaan yang diperiksa.Ini memverifikasi bahwa sinar terkolimasi menghantam permukaan pada kejadian yang benar-benar normal.Seluruh perakitan autokolimator kemudian diputar di sekitar optik ke permukaan optik berikutnya dan prosedur yang sama diulang.Gambar 3 menunjukkan pengaturan autokolimator tipikal mengukur toleransi sudut.Perbedaan sudut antara dua posisi yang diukur digunakan untuk menghitung toleransi antara dua permukaan optik.Toleransi sudut dapat dipertahankan hingga toleransi beberapa menit busur hingga beberapa detik busur.
Gambar 9: Penyetelan Autokolimator Mengukur Toleransi Sudut
Memiringkan
Sudut media bisa sangat rapuh, oleh karena itu, penting untuk melindunginya saat menangani atau memasang komponen optik.Cara paling umum untuk melindungi sudut-sudut ini adalah dengan memiringkan tepinya.Bevel berfungsi sebagai talang pelindung dan mencegah chip tepi.Silakan lihat tabel 5 berikut untuk spesifikasi bevel untuk diameter yang berbeda.
| Tabel 6: Batas Manufaktur untuk Lebar Muka Miring Maksimum | |
| Diameter | Lebar Muka Maksimum Bevel |
| 3.00 - 5.00mm | 0,25mm |
| 25,41mm - 50,00mm | 0,3mm |
| 50,01mm - 75,00mm | 0,4mm |
Hapus Bukaan
Bukaan yang jelas mengatur bagian mana dari lensa yang harus mematuhi semua spesifikasi yang dijelaskan di atas.Didefinisikan sebagai diameter atau ukuran komponen optik baik secara mekanik maupun persentase yang harus memenuhi spesifikasi, diluar itu, perakit tidak menjamin optik akan sesuai dengan spesifikasi yang telah ditetapkan.Misalnya, lensa mungkin memiliki diameter 100mm dan apertur bening yang ditetapkan sebagai 95mm atau 95%.Metode mana pun dapat diterima tetapi penting untuk diingat sebagai aturan umum, semakin besar bukaan yang jelas, semakin sulit optik diproduksi karena mendorong karakteristik kinerja yang diperlukan semakin dekat ke tepi fisik optik.
Karena kendala manufaktur, hampir tidak mungkin untuk menghasilkan bukaan yang jelas persis sama dengan diameter, atau panjang dengan lebar, dari sebuah optik.
Gambar 10: Grafik yang Menunjukkan Bukaan dan Diameter Lensa yang Jelas
| Tabel 7: Hapus Toleransi Bukaan | |
| Diameter | Hapus Bukaan |
| 3.00mm – 10.00mm | 90% dari Diameter |
| 10,01mm - 50,00mm | Diameter – 1mm |
| ≥ 50,01mm | Diameter – 1,5 mm |
Untuk spesifikasi lebih mendalam, silakan lihat optik katalog kami atau produk unggulan.
Waktu posting: Apr-20-2023