Optiskās specifikācijas tiek izmantotas visā komponenta vai sistēmas projektēšanā un ražošanā, lai raksturotu, cik labi tā atbilst noteiktām veiktspējas prasībām.Tie ir noderīgi divu iemeslu dēļ: pirmkārt, tie nosaka pieļaujamās robežas galvenajiem parametriem, kas regulē sistēmas veiktspēju;otrkārt, tie norāda resursu apjomu (ti, laiku un izmaksas), kas būtu jātērē ražošanai.Optiskā sistēma var ciest no nepietiekamas vai pārmērīgas specifikācijas, kas var izraisīt nevajadzīgus resursu izdevumus.Paralight Optics nodrošina rentablu optiku, kas atbilst jūsu prasībām.
Lai labāk izprastu optiskās specifikācijas, ir svarīgi uzzināt, ko tās galvenokārt nozīmē.Tālāk ir sniegts īss gandrīz visu optisko elementu izplatītāko specifikāciju ievads.
Ražošanas specifikācijas
Diametra pielaide
Apļveida optiskā komponenta diametra pielaide nodrošina pieņemamu diametra vērtību diapazonu.Diametra pielaidei nav nekādas ietekmes uz pašas optikas optisko veiktspēju, tomēr tā ir ļoti svarīga mehāniskā pielaide, kas jāņem vērā, ja optiku paredzēts uzstādīt jebkura veida turētājā.Piemēram, ja optiskās lēcas diametrs atšķiras no tā nominālvērtības, iespējams, ka mehāniskā ass var tikt pārvietota no optiskās ass uzstādītā mezglā, tādējādi izraisot decentralizāciju.
1. attēls. Kolimētās gaismas decentralizācija
Šī ražošanas specifikācija var atšķirties atkarībā no konkrētā ražotāja prasmēm un iespējām.Paralight Optics varēja ražot objektīvus no 0,5 mm līdz 500 mm diametrā, pielaides var sasniegt +/-0,001 mm.
| 1. tabula. Diametra ražošanas pielaides | |
| Diametra pielaides | Kvalitātes pakāpe |
| +0,00/-0,10 mm | Tipiski |
| +0,00/-0,050 mm | Precizitāte |
| +0,000/-0,010 | Augsta precizitāte |
Centra biezuma pielaide
Optiskā komponenta, galvenokārt lēcu, centra biezums ir komponenta materiāla biezums, ko mēra centrā.Centra biezumu mēra pāri objektīva mehāniskajai asij, kas definēta kā ass tieši starp objektīva ārējām malām.Lēcas centra biezuma izmaiņas var ietekmēt optisko veiktspēju, jo centra biezums kopā ar izliekuma rādiusu nosaka caur objektīvu ejošo staru optiskā ceļa garumu.
2. attēls: CT, ET un FL diagrammas
| 2. tabula. Ražošanas pielaides centra biezumam | |
| Centra biezuma pielaides | Kvalitātes pakāpe |
| +/-0,10 mm | Tipiski |
| +/-0,050 mm | Precizitāte |
| +/-0,010 mm | Augsta precizitāte |
Malu biezums panti Centrs Biezums
No iepriekš minētajiem diagrammu piemēriem, kas parāda centra biezumu, jūs, iespējams, pamanījāt, ka objektīva biezums atšķiras no optikas malas līdz centram.Acīmredzot tā ir izliekuma rādiusa un sagāšanās funkcija.Plano-izliektām, abpusēji izliektām un pozitīvām meniska lēcām ir lielāks biezums to centros nekā malās.Plano-ieliektām, abpusēji ieliektām un negatīvām meniska lēcām centra biezums vienmēr ir plānāks nekā malas biezums.Optiskie dizaineri savos rasējumos parasti norāda gan malas, gan centra biezumu, pieļaujot vienu no šiem izmēriem, bet otru izmantojot kā atsauces izmēru.Ir svarīgi atzīmēt, ka bez kāda no šiem izmēriem nav iespējams noteikt objektīva galīgo formu.
3. attēls: CE, ET, BEF un EFL diagrammas
Ķīļa/malas biezuma atšķirība (ETD)
Ķīlis, ko dažkārt dēvē par ETD vai ETV (Edge Thickness Variation), ir vienkāršs jēdziens, kas jāsaprot objektīva dizaina un izgatavošanas ziņā.Būtībā šī specifikācija nosaka, cik paralēlas objektīva divas optiskās virsmas ir viena otrai.Jebkāda novirze no paralēles var izraisīt raidītās gaismas novirzīšanos no sava ceļa, jo mērķis ir kontrolētā veidā fokusēt vai novirzīt gaismu, tāpēc ķīlis rada nevēlamu novirzi gaismas ceļā.Ķīli var norādīt kā leņķisko novirzi (centrēšanas kļūdu) starp abām raidošajām virsmām vai fizisko pielaidi attiecībā uz malas biezuma izmaiņām, kas atspoguļo novirzi starp objektīva mehānisko un optisko asi.
4. attēls. Centrēšanas kļūda
Sagitta (Sag)
Izliekuma rādiuss ir tieši saistīts ar Sagitta, ko optiskajā nozarē biežāk sauc par Sag.Ģeometriskā izteiksmē Sagitta apzīmē attālumu no precīza loka centra līdz tā pamatnes centram.Optikā sag attiecas uz izliektu vai ieliektu izliekumu un attēlo fizisko attālumu starp virsotnes punktu (augstāko vai zemāko punktu) gar līkni un līnijas viduspunktu, kas novilkta perpendikulāri līknei no vienas optikas malas līdz izliekumam. cits.Zemāk redzamajā attēlā ir redzams Sag vizuāls attēlojums.
5. attēls: Sag diagrammas
Sag ir svarīga, jo tā nodrošina izliekuma rādiusa centru, tādējādi ļaujot ražotājiem pareizi novietot optikas rādiusu, kā arī noteikt gan optikas centra, gan malas biezumu.Zinot izliekuma rādiusu, kā arī optikas diametru, sag var aprēķināt pēc šādas formulas.
Kur:
R = izliekuma rādiuss
d = diametrs
Izliekuma rādiuss
Lēcas svarīgākais aspekts ir izliekuma rādiuss, tas ir sfērisku optisko virsmu fundamentāls un funkcionāls parametrs, kam ražošanas laikā nepieciešama kvalitātes kontrole.Izliekuma rādiuss ir definēts kā attālums starp optiskā komponenta virsotni un izliekuma centru.Tas var būt pozitīvs, nulle vai negatīvs atkarībā no tā, vai virsma ir izliekta, plakana vai ieliekta.
Izliekuma rādiusa un centra biezuma vērtības zināšana ļauj noteikt optiskā ceļa garumu stariem, kas iet cauri objektīvam vai spogulim, taču tam ir arī liela nozīme virsmas optiskās jaudas noteikšanā, proti, cik spēcīgi ir optiskais spēks. sistēma saplūst vai novirza gaismu.Optiskie dizaineri izšķir garus un īsus fokusa attālumus, aprakstot savu lēcu optiskās jaudas apjomu.Tiek uzskatīts, ka īsiem fokusa attālumiem, kas saliek gaismu ātrāk un tādējādi sasniedz fokusu īsākā attālumā no objektīva centra, ir lielāka optiskā jauda, savukārt tiem, kas fokusē gaismu lēnāk, tiek raksturots kā ar mazāku optisko jaudu.Izliekuma rādiuss nosaka objektīva fokusa attālumu. Vienkāršu veidu, kā aprēķināt fokusa attālumu plānām lēcām, nodrošina objektīva veidotāja formulas Thin Lens Approximation.Lūdzu, ņemiet vērā, ka šī formula ir derīga tikai lēcām, kuru biezums ir mazs, salīdzinot ar aprēķināto fokusa attālumu.
Kur:
f = fokusa attālums
n = lēcas materiāla refrakcijas indekss
r1 = izliekuma rādiuss virsmai, kas ir vistuvāk krītošajai gaismai
r2 = izliekuma rādiuss virsmai, kas atrodas vistālāk no krītošās gaismas
Tāpēc, lai kontrolētu fokusa attāluma izmaiņas, optiķiem ir jādefinē rādiusa pielaide.Pirmā metode ir izmantot vienkāršu mehānisku pielaidi, piemēram, rādiusu var definēt kā 100 +/-0,1 mm.Šādā gadījumā rādiuss var mainīties no 99,9 mm līdz 100,1 mm.Otrā metode ir piemērot rādiusa pielaidi procentos.Izmantojot to pašu 100 mm rādiusu, optiķis var norādīt, ka izliekums nedrīkst mainīties vairāk par 0,5%, kas nozīmē, ka rādiusam ir jābūt no 99,5 mm līdz 100,5 mm.Trešā metode ir fokusa attāluma pielaides noteikšana, visbiežāk procentos.Piemēram, objektīvam ar 500 mm fokusa attālumu var būt +/-1% pielaide, kas nozīmē 495 mm līdz 505 mm.Šo fokusa attālumu pievienošana plānā objektīva vienādojumam ļauj ražotājiem iegūt izliekuma rādiusa mehānisko pielaidi.
6. attēls: Rādiusa pielaide izliekuma centrā
| 3. tabula. Izliekuma rādiusa ražošanas pielaides | |
| Izliekuma pielaides rādiuss | Kvalitātes pakāpe |
| +/-0,5 mm | Tipiski |
| +/-0,1% | Precizitāte |
| +/-0,01% | Augsta precizitāte |
Praksē optiskie ražotāji izmanto vairākus dažādu veidu instrumentus, lai kvalificētu objektīva izliekuma rādiusu.Pirmais ir sferometra gredzens, kas piestiprināts pie mērinstrumenta.Salīdzinot izliekuma atšķirību starp iepriekš noteiktu “gredzenu” un optikas izliekuma rādiusu, ražotāji var noteikt, vai ir nepieciešama turpmāka korekcija, lai sasniegtu atbilstošo rādiusu.Tirgū ir arī vairāki digitālie sferometri, kas nodrošina lielāku precizitāti.Vēl viena ļoti precīza metode ir automatizēts kontakta profilometrs, kas izmanto zondi, lai fiziski izmērītu objektīva kontūru.Visbeidzot, interferometrijas bezkontakta metodi var izmantot, lai izveidotu bārkstis, kas spēj kvantitatīvi noteikt fizisko attālumu starp sfērisko virsmu līdz tai atbilstošajam izliekuma centram.
Centrēšana
Centrēšanu sauc arī par centrēšanu vai decentrēšanu.Kā norāda nosaukums, centrēšana kontrolē izliekuma rādiusa atrašanās vietas precizitāti.Perfekti centrēts rādiuss precīzi izlīdzinātu tā izliekuma virsotni (centru) ar substrāta ārējo diametru.Piemēram, plakaniski izliektam objektīvam ar diametru 20 mm būtu perfekti centrēts rādiuss, ja virsotne būtu lineāri novietota tieši 10 mm no jebkura punkta gar ārējo diametru.No tā izriet, ka optiskajiem ražotājiem, kontrolējot centrāciju, kā parādīts zemāk, jāņem vērā gan X, gan Y ass.
7. attēls. Decentralizācijas diagramma
Decentra daudzums objektīvā ir mehāniskās ass fiziska nobīde no optiskās ass.Lēcas mehāniskā ass ir vienkārši objektīva ģeometriskā ass, un to nosaka tā ārējais cilindrs.Lēcas optisko asi nosaka optiskās virsmas, un tā ir līnija, kas savieno virsmu izliekuma centrus.
8. attēls. Decentralizācijas diagramma
| 4. tabula. Ražošanas pielaides centrēšanai | |
| Centrēšana | Kvalitātes pakāpe |
| +/-5 loka minūtes | Tipiski |
| +/-3 loka minūtes | Precizitāte |
| +/-30 loka sekundes | Augsta precizitāte |
Paralēlisms
Paralēlisms apraksta, cik paralēlas ir divas virsmas viena pret otru.Tas ir noderīgi, lai norādītu komponentus, piemēram, logus un polarizatorus, kur paralēlas virsmas ir ideāli piemērotas sistēmas veiktspējai, jo tās samazina kropļojumus, kas citādi var pasliktināt attēla vai gaismas kvalitāti.Tipiskās pielaides svārstās no 5 loka minūtēm līdz dažām loka sekundēm:
| 5. tabula. Ražošanas pielaides paralēlismam | |
| Paralēlisma pielaides | Kvalitātes pakāpe |
| +/-5 loka minūtes | Tipiski |
| +/-3 loka minūtes | Precizitāte |
| +/-30 loka sekundes | Augsta precizitāte |
Leņķa tolerance
Tādos komponentos kā prizmas un staru sadalītāji leņķi starp virsmām ir ļoti svarīgi optikas veiktspējai.Šo leņķa pielaidi parasti mēra, izmantojot autokolimatoru, kura gaismas avota sistēma izstaro kolimētu gaismu.Autokolimators tiek pagriezts ap optikas virsmu, līdz Fresnela atstarojums tajā rada plankumu uz pārbaudāmās virsmas.Tas pārbauda, vai kolimētais stars atduras pret virsmu precīzi normālā biežumā.Pēc tam visu autokolimatora komplektu pagriež ap optiku uz nākamo optisko virsmu un atkārto to pašu procedūru.3. attēlā parādīta tipiska autokollimatora iestatīšanas mērīšanas leņķa pielaide.Leņķa starpību starp abām izmērītajām pozīcijām izmanto, lai aprēķinātu pielaidi starp abām optiskajām virsmām.Leņķa pielaidi var saglabāt līdz dažu loka minūšu pielaidēm līdz pat dažām loka sekundēm.
9. attēls. Autokollimatora iestatīšanas mērīšanas leņķa pielaide
Slīpi
Pamatnes stūri var būt ļoti trausli, tāpēc, rīkojoties vai uzstādot optisko komponentu, ir svarīgi tos aizsargāt.Visizplatītākais veids, kā aizsargāt šos stūrus, ir malu slīpēšana.Slīpnes kalpo kā aizsargšķautnes un novērš malu šķembas.Lūdzu, skatiet šo 5. tabulu, lai uzzinātu dažādu diametru slīpuma specifikācijas.
| 6. tabula. Ražošanas ierobežojumi maksimālajam slīpuma virsmas platumam | |
| Diametrs | Maksimālais slīpuma virsmas platums |
| 3,00 - 5,00 mm | 0,25 mm |
| 25,41 mm - 50,00 mm | 0,3 mm |
| 50,01–75,00 mm | 0,4 mm |
Skaidra apertūra
Skaidra apertūra nosaka, kurai objektīva daļai jāatbilst visām iepriekš aprakstītajām specifikācijām.Tas tiek definēts kā optiskā komponenta diametrs vai izmērs mehāniski vai procentos, kam jāatbilst specifikācijām, ārpus tā ražotāji negarantē, ka optika atbildīs norādītajām specifikācijām.Piemēram, objektīva diametrs var būt 100 mm un skaidra diafragma var būt norādīta kā 95 mm vai 95%.Jebkura metode ir pieņemama, taču ir svarīgi atcerēties kā vispārīgu noteikumu, jo lielāka ir skaidra apertūra, jo grūtāk ir izveidot optiku, jo tā nospiež vajadzīgos veiktspējas raksturlielumus arvien tuvāk optikas fiziskajai malai.
Ražošanas ierobežojumu dēļ ir praktiski neiespējami izveidot skaidru apertūru, kas ir precīzi vienāda ar optikas diametru vai garumu un platumu.
10. attēls. Grafika, kas parāda skaidru diafragmas atvērumu un objektīva diametru
| 7. tabula. Skaidrās apertūras pielaides | |
| Diametrs | Skaidra apertūra |
| 3,00 mm - 10,00 mm | 90% no diametra |
| 10,01–50,00 mm | Diametrs - 1 mm |
| ≥ 50,01 mm | Diametrs - 1,5 mm |
Lai iegūtu padziļinātu specifikāciju, lūdzu, skatiet mūsu kataloga optiku vai piedāvātos produktus.
Publicēšanas laiks: 20.04.2023