Оптичке спецификације се користе током дизајна и производње компоненте или система да би се окарактерисало колико добро испуњава одређене захтеве перформанси.Они су корисни из два разлога: прво, одређују прихватљива ограничења кључних параметара који управљају перформансама система;друго, они одређују количину ресурса (тј. времена и трошкова) које треба потрошити на производњу.Оптички систем може да пати од недовољне спецификације или превелике спецификације, што може довести до непотребног трошења ресурса.Паралигхт Оптицс пружа економичну оптику која испуњава ваше тачне захтеве.
Да бисте боље разумели оптичке спецификације, важно је да научите шта оне у основи значе.Следи кратак увод у најчешће спецификације скоро свих оптичких елемената.
Производне спецификације
Толеранција пречника
Толеранција пречника кружне оптичке компоненте обезбеђује прихватљив опсег вредности за пречник.Толеранција пречника нема никакав утицај на оптичке перформансе саме оптике, али је веома важна механичка толеранција коју треба узети у обзир ако ће се оптика монтирати у било који тип држача.На пример, ако пречник оптичког сочива одступа од његове номиналне вредности, могуће је да се механичка оса може померити са оптичке осе у монтираном склопу, што узрокује децентрализацију.
Слика 1: Децентрирање колимираног светла
Ова производна спецификација може да варира у зависности од вештине и способности одређеног произвођача.Паралигхт Оптицс може да производи сочива од пречника 0,5 мм до 500 мм, толеранције могу достићи границе од +/-0,001 мм.
| Табела 1: Толеранције производње за пречник | |
| Толеранције пречника | Квалитет Граде |
| +0,00/-0,10 мм | Типично |
| +0,00/-0,050 мм | Прецизност |
| +0,000/-0,010 | Високу прецизност |
Толеранција дебљине центра
Дебљина центра оптичке компоненте, углавном сочива, је дебљина материјала компоненте мерена у центру.Дебљина центра се мери преко механичке осе сочива, дефинисане као оса тачно између његових спољних ивица.Варијација средишње дебљине сочива може утицати на оптичке перформансе јер дебљина центра, заједно са радијусом закривљености, одређује дужину оптичке путање зрака који пролазе кроз сочиво.
Слика 2: Дијаграми за ЦТ, ЕТ & ФЛ
| Табела 2: Толеранције производње за дебљину центра | |
| Толеранције средишње дебљине | Квалитет Граде |
| +/-0,10 мм | Типично |
| +/-0,050 мм | Прецизност |
| +/-0,010 мм | Високу прецизност |
Дебљина ивице Стихови Дебљина центра
Из горњих примера дијаграма који показују дебљину центра, вероватно сте приметили да дебљина сочива варира од ивице до центра оптике.Очигледно, ово је функција радијуса закривљености и прогиба.Плано-конвексна, биконвексна и позитивно менискусна сочива имају већу дебљину у центру него на ивици.За плано-конкавна, биконкавна и негативна менискусна сочива, дебљина центра је увек тања од дебљине ивице.Оптички дизајнери генерално одређују дебљину ивице и центра на својим цртежима, толеришући једну од ових димензија, док користе другу као референтну димензију.Важно је напоменути да је без једне од ових димензија немогуће уочити коначни облик сочива.
Слика 3: Дијаграми за ЦЕ, ЕТ, БЕФ и ЕФЛ
Разлика у дебљини клина/ивице (ЕТД)
Ведге, који се понекад назива ЕТД или ЕТВ (Варијација дебљине ивице), је једноставан концепт за разумевање у смислу дизајна и производње сочива.У основи, ова спецификација контролише колико су две оптичке површине сочива паралелне једна са другом.Свака варијација у односу на паралелу може проузроковати одступање емитоване светлости са своје путање, пошто је циљ да се фокусира или дивергира светлост на контролисан начин, клин стога уноси нежељено одступање у путањи светлости.Клин се може одредити у смислу угаоног одступања (грешке у центру) између две емитујуће површине или физичке толеранције на варијацију дебљине ивице, што представља неусклађеност између механичке и оптичке осе сочива.
Слика 4: Грешка центрирања
Сагитта (Саг)
Радијус закривљености је директно повезан са Сагитом, која се у оптичкој индустрији чешће назива Саг.У геометријском смислу, Сагитта представља растојање од тачног центра лука до центра његове основе.У оптици, Саг се примењује на конвексну или конкавну кривину и представља физичко растојање између тачке (највиша или најнижа тачка) дуж криве и централне тачке линије повучене окомито на криву од једне ивице оптике до друго.Слика испод нуди визуелни приказ Сага.
Слика 5: Дијаграми саг
Саг је важан јер обезбеђује централну локацију радијуса закривљености, омогућавајући произвођачима да правилно позиционирају радијус на оптици, као и успостављање дебљине центра и ивице оптике.Познавајући радијус кривине, као и пречник оптике, Саг се може израчунати по следећој формули.
Где:
Р = полупречник кривине
д = пречник
Радијус кривине
Најважнији аспект сочива је радијус закривљености, он је основни и функционални параметар сферних оптичких површина, који захтева контролу квалитета током производње.Полупречник закривљености се дефинише као растојање између врха оптичке компоненте и центра закривљености.Може бити позитивна, нула или негативна у зависности од тога да ли је површина конвексна, равна или конкавна.
Познавање вредности полупречника кривине и дебљине центра омогућава да се одреди дужина оптичке путање зрака који пролазе кроз сочиво или огледало, али такође игра велику улогу у одређивању оптичке снаге површине, колико је јак оптички систем конвергира или дивергира светлост.Оптички дизајнери разликују дуге и кратке жижне даљине тако што описују количину оптичке снаге својих сочива.За кратке жижне даљине, оне које брже савијају светлост и стога постижу фокус на краћој удаљености од центра сочива, каже се да имају већу оптичку снагу, док се за оне које спорије фокусирају светлост описује да имају мању оптичку снагу.Полупречник закривљености дефинише жижну даљину сочива, једноставан начин за израчунавање жижне даљине за танка сочива је дат помоћу апроксимације танких сочива формуле произвођача сочива.Имајте на уму да ова формула важи само за сочива чија је дебљина мала у поређењу са израчунатом жижном даљином.
Где:
ф = жижна даљина
н = индекс преламања материјала сочива
р1 = полупречник закривљености за површину најближу упадној светлости
р2 = полупречник закривљености за површину која је најудаљенија од упадне светлости
Да би контролисали било какву варијацију жижне даљине, оптичари стога морају да дефинишу толеранцију радијуса.Први метод је примена једноставне механичке толеранције, на пример, радијус се може дефинисати као 100 +/-0,1 мм.У том случају, радијус може да варира између 99,9 мм и 100,1 мм.Други метод је примена толеранције радијуса у процентима.Користећи исти радијус од 100 мм, оптичар може одредити да закривљеност не сме да варира више од 0,5%, што значи да радијус мора пасти између 99,5 мм и 100,5 мм.Трећи метод је дефинисање толеранције на жижну даљину, најчешће у процентима.На пример, сочиво са жижном даљином од 500 мм може имати толеранцију +/-1% што се преводи на 495 мм до 505 мм.Укључивање ових жижних даљина у једначину танког сочива омогућава произвођачима да извуку механичку толеранцију радијуса закривљености.
Слика 6: Толеранција радијуса у центру закривљености
| Табела 3: Толеранције производње за полупречник закривљености | |
| Радијус толеранције закривљености | Квалитет Граде |
| +/-0.5мм | Типично |
| +/-0,1% | Прецизност |
| +/-0,01% | Високу прецизност |
У пракси, произвођачи оптичких уређаја користе неколико различитих типова инструмената да би квалификовали радијус закривљености сочива.Први је сферометарски прстен причвршћен за мерни мерач.Упоређивањем разлике у закривљености између унапред дефинисаног „прстена“ и радијуса закривљености оптике, произвођачи могу да утврде да ли је неопходна даља корекција да би се постигао одговарајући радијус.На тржишту постоји и велики број дигиталних сферометара за повећану тачност.Друга веома прецизна метода је аутоматизовани контактни профилометар који користи сонду за физичко мерење контуре сочива.Коначно, бесконтактна метода интерферометрије може се користити за креирање обруба способног да квантификује физичку удаљеност између сферне површине до њеног одговарајућег центра закривљености.
Центратион
Центрирање је познато и центрирањем или децентрацијом.Као што назив имплицира, центрирање контролише тачност локације радијуса закривљености.Савршено центриран полупречник би прецизно поравнао врх (центар) његове кривине са спољним пречником подлоге.На пример, плано-конвексно сочиво пречника 20 мм имало би савршено центриран радијус ако би врх био линеарно позициониран тачно 10 мм од било које тачке дуж спољашњег пречника.Из тога следи да произвођачи оптичких уређаја морају узети у обзир и Кс и И осу када контролишу центрирање као што је приказано у наставку.
Слика 7: Дијаграм децентрирања
Количина децентрала у сочиву је физичко померање механичке осе од оптичке осе.Механичка оса сочива је једноставно геометријска оса сочива и дефинисана је његовим спољним цилиндром.Оптичка оса сочива је дефинисана оптичким површинама и линија је која повезује центре закривљености површина.
Слика 8: Дијаграм децентрирања
| Табела 4: Толеранције производње за центрацију | |
| Центратион | Квалитет Граде |
| +/-5 лучних минута | Типично |
| +/-3 лучних минута | Прецизност |
| +/-30 лучних секунди | Високу прецизност |
Паралелизам
Паралелизам описује колико су две површине паралелне једна у односу на другу.Корисно је у одређивању компоненти као што су прозори и поларизатори где су паралелне површине идеалне за перформансе система јер минимизирају изобличење које иначе може да деградира квалитет слике или светла.Типичне толеранције се крећу од 5 лучних минута до неколико лучних секунди како следи:
| Табела 5: Производне толеранције за паралелизам | |
| Толеранције паралелизма | Квалитет Граде |
| +/-5 лучних минута | Типично |
| +/-3 лучних минута | Прецизност |
| +/-30 лучних секунди | Високу прецизност |
Англе Толеранце
У компонентама као што су призме и разделници зрака, углови између површина су критични за перформансе оптике.Ова толеранција угла се обично мери помоћу склопа аутоколиматора, чији систем извора светлости емитује колимирано светло.Аутоколиматор се ротира око површине оптике све док резултујућа Фреснелова рефлексија назад у њу не произведе тачку на врху површине која се контролише.Ово потврђује да колимирани сноп удара у површину при тачно нормалном упаду.Цео склоп аутоколиматора се затим ротира око оптике до следеће оптичке површине и исти поступак се понавља.Слика 3 приказује типично подешавање аутоколиматора за мерење толеранције угла.Разлика углова између две мерене позиције се користи за израчунавање толеранције између две оптичке површине.Толеранција угла се може држати толеранцијама од неколико лучних минута све до неколико лучних секунди.
Слика 9: Подешавање аутоколиматора мерење толеранције угла
Бевел
Углови подлоге могу бити веома крхки, стога је важно да их заштитите када рукујете или монтирате оптичку компоненту.Најчешћи начин заштите ових углова је кошење ивица.Кошице служе као заштитне ивице и спречавају струготине ивица.Молимо погледајте следећу табелу 5 за спецификације искоса за различите пречнике.
| Табела 6: Ограничења производње за максималну ширину искоса | |
| Пречник | Максимална ширина косине |
| 3,00 - 5,00 мм | 0.25мм |
| 25,41 мм - 50,00 мм | 0.3мм |
| 50,01 мм - 75,00 мм | 0.4мм |
Цлеар Апертуре
Чисти отвор бленде одређује који део сочива мора да се придржава свих горе описаних спецификација.Дефинише се као пречник или величина оптичке компоненте било механички или у процентима који морају да испуњавају спецификације, ван тога произвођачи не гарантују да ће се оптика придржавати наведених спецификација.На пример, сочиво може имати пречник од 100 мм и чист отвор бленде наведен као 95 мм или 95%.Било која метода је прихватљива, али је важно запамтити као опште правило, што је већи отвор бленде, то је оптика тежа за производњу јер гура потребне карактеристике перформанси све ближе и ближе физичкој ивици оптике.
Због ограничења у производњи, практично је немогуће произвести чист отвор тачно једнак пречнику, или дужини по ширини, оптике.
Слика 10: Графика која показује јасан отвор бленде и пречник сочива
| Табела 7: Јасне толеранције отвора бленде | |
| Пречник | Цлеар Апертуре |
| 3,00 мм – 10,00 мм | 90% пречника |
| 10,01 мм - 50,00 мм | Пречник - 1 мм |
| ≥ 50,01 мм | Пречник - 1,5 мм |
За детаљније спецификације, погледајте нашу каталошку оптику или истакнуте производе.
Време поста: 20. април 2023