Optik özellikler, belirli performans gereksinimlerini ne kadar iyi karşıladığını karakterize etmek için bir bileşenin veya sistemin tasarımı ve üretimi boyunca kullanılır.İki nedenden dolayı yararlıdırlar: Birincisi, sistem performansını yöneten anahtar parametrelerin kabul edilebilir sınırlarını belirtirler;ikincisi, imalata harcanması gereken kaynak miktarını (yani zaman ve maliyet) belirtirler.Bir optik sistem, her ikisi de kaynakların gereksiz yere harcanmasına yol açabilecek şekilde, eksik veya fazla spesifikasyondan zarar görebilir.Paralight Optics, tam gereksinimlerinizi karşılamak için uygun maliyetli optikler sağlar.
Optik spesifikasyonları daha iyi anlamak için temelde ne anlama geldiklerini öğrenmek önemlidir.Aşağıda, neredeyse tüm optik elemanların en yaygın özelliklerinin kısa bir tanıtımı yer almaktadır.
Üretim Özellikleri
Çap Toleransı
Dairesel bir optik bileşenin çap toleransı, çap için kabul edilebilir değer aralığını sağlar.Çap toleransının optiğin kendisinin optik performansı üzerinde herhangi bir etkisi yoktur, ancak optik herhangi bir tutucuya monte edilecekse dikkate alınması gereken çok önemli bir mekanik toleranstır.Örneğin, bir optik merceğin çapı nominal değerinden saparsa, monte edilmiş bir düzenekte mekanik eksenin optik eksenden kaydırılması ve dolayısıyla merkezden uzaklaşmaya neden olması mümkündür.
Şekil 1: Koşutlanmış Işığın Merkezden Ayrılması
Bu üretim spesifikasyonu, belirli imalatçının becerisine ve yeteneklerine bağlı olarak değişebilir.Paralight Optics, 0,5 mm ila 500 mm çapındaki lensleri üretebilir, toleranslar +/- 0,001 mm sınırlarına ulaşabilir.
| Tablo 1: Çap için İmalat Toleransları | |
| Çap Toleransları | Kalite Derecesi |
| +0,00/-0,10 mm | Tipik |
| +0,00/-0,050 mm | Kesinlik |
| +0.000/-0.010 | Yüksek Hassasiyet |
Merkez Kalınlık Toleransı
Çoğunlukla lensler olmak üzere bir optik bileşenin merkez kalınlığı, bileşenin merkezde ölçülen malzeme kalınlığıdır.Merkez kalınlığı, tam olarak dış kenarları arasındaki eksen olarak tanımlanan merceğin mekanik ekseni boyunca ölçülür.Bir merceğin merkez kalınlığının değişimi optik performansı etkileyebilir çünkü merkez kalınlığı, eğrilik yarıçapı ile birlikte merceğin içinden geçen ışınların optik yol uzunluğunu belirler.
Şekil 2: CT, ET ve FL için diyagramlar
| Tablo 2: Merkez Kalınlığı İçin İmalat Toleransları | |
| Merkez Kalınlık Toleransları | Kalite Derecesi |
| +/-0,10 mm | Tipik |
| +/-0,050 mm | Kesinlik |
| +/-0,010 mm | Yüksek Hassasiyet |
Kenar Kalınlığı Verses Merkez Kalınlığı
Merkez kalınlığını gösteren yukarıdaki şema örneklerinden, muhtemelen bir merceğin kalınlığının optiğin kenarından merkezine değiştiğini fark etmişsinizdir.Açıkçası, bu eğrilik ve sarkma yarıçapının bir fonksiyonudur.Plano-konveks, bikonveks ve pozitif menisküs lensleri, merkezlerinde kenarlarından daha fazla kalınlığa sahiptir.Düz içbükey, çift içbükey ve negatif menisküs mercekleri için merkez kalınlık her zaman kenar kalınlığından daha incedir.Optik tasarımcılar genellikle çizimlerinde hem kenar hem de merkez kalınlığını belirtirler, bu boyutlardan birini toleranslı gösterirken diğerini referans boyut olarak kullanırlar.Bu boyutlardan biri olmadan merceğin nihai şeklini ayırt etmenin imkansız olduğuna dikkat etmek önemlidir.
Şekil 3: CE, ET, BEF ve EFL için diyagramlar
Kama / Kenar Kalınlık Farkı (ETD)
Bazen ETD veya ETV (Kenar Kalınlığı Değişimi) olarak adlandırılan kama, lens tasarımı ve üretimi açısından anlaşılması kolay bir kavramdır.Temel olarak, bu belirtim bir merceğin iki optik yüzeyinin birbirine ne kadar paralel olduğunu kontrol eder.Paralelden herhangi bir sapma, iletilen ışığın yolundan sapmasına neden olabilir, çünkü amaç ışığı kontrollü bir şekilde odaklamak veya saptırmaktır, dolayısıyla kama, ışık yolunda istenmeyen sapmalara neden olur.Kama, iki verici yüzey arasındaki açısal sapma (merkezleme hatası) veya kenar kalınlığı değişimi üzerindeki fiziksel tolerans açısından belirtilebilir; bu, bir merceğin mekanik ve optik eksenleri arasındaki yanlış hizalamayı temsil eder.
Şekil 4: Merkezleme Hatası
Yay (Sarkma)
Eğrilik yarıçapı, optik endüstrisinde daha yaygın olarak Sag olarak adlandırılan Sagitta ile doğrudan ilişkilidir.Geometrik terimlerle Sagitta, bir yayın tam merkezinden tabanının merkezine olan mesafeyi temsil eder.Optikte Sag, dışbükey veya içbükey eğrilik için geçerlidir ve eğri boyunca tepe (en yüksek veya en alçak nokta) noktası ile optiğin bir kenarından eğriye dik olarak çizilen bir çizginin merkez noktası arasındaki fiziksel mesafeyi temsil eder. diğer.Aşağıdaki şekil Sag'ın görsel bir tasvirini sunar.
Şekil 5: Sarkma Diyagramları
Sarkma önemlidir çünkü eğrilik yarıçapı için merkez konumu sağlar, böylece imalatçıların yarıçapı optik üzerinde doğru bir şekilde konumlandırmasına ve ayrıca bir optiğin hem merkez hem de kenar kalınlığını belirlemesine olanak tanır.Eğrilik yarıçapının yanı sıra bir optiğin çapı bilinerek Sarkma aşağıdaki formülle hesaplanabilir.
Nerede:
R = eğrilik yarıçapı
d = çap
Eğri yarıçapı
Bir merceğin en önemli yönü eğrilik yarıçapıdır, küresel optik yüzeylerin temel ve işlevsel bir parametresidir ve üretim sırasında kalite kontrolü gerektirir.Eğrilik yarıçapı, bir optik bileşenin tepe noktası ile eğrilik merkezi arasındaki mesafe olarak tanımlanır.Yüzeyin sırasıyla dışbükey, düzlem veya içbükey olmasına bağlı olarak pozitif, sıfır veya negatif olabilir.
Eğrilik yarıçapı ve merkez kalınlığının değerini bilmek, mercek veya aynadan geçen ışınların optik yol uzunluğunu belirlemeye izin verir, ancak aynı zamanda yüzeyin optik gücünün, yani optik gücün ne kadar güçlü olduğunu belirlemede büyük rol oynar. sistem ışığı yakınlaştırır veya uzaklaştırır.Optik tasarımcıları, lenslerinin optik güç miktarını tanımlayarak uzun ve kısa odak uzunluklarını birbirinden ayırır.Işığı daha hızlı büken ve bu nedenle merceğin merkezinden daha kısa bir mesafede odaklanan kısa odak uzunluklarının daha büyük optik güce sahip olduğu söylenirken, ışığı daha yavaş odaklayanların daha az optik güce sahip olduğu açıklanır.Eğrilik yarıçapı bir merceğin odak uzaklığını tanımlar, ince mercekler için odak uzaklığını hesaplamanın basit bir yolu, Mercek Yapıcı Formülünün İnce Mercek Yaklaşımı ile verilir.Lütfen bu formülün yalnızca hesaplanan odak uzunluğuna kıyasla kalınlığı küçük olan lensler için geçerli olduğunu unutmayın.
Nerede:
f = odak uzaklığı
n = mercek malzemesinin kırılma indisi
r1 = gelen ışığa en yakın yüzey için eğrilik yarıçapı
r2 = gelen ışıktan en uzak yüzey için eğrilik yarıçapı
Odak uzunluğundaki herhangi bir değişikliği kontrol etmek için, gözlükçülerin bu nedenle yarıçap toleransını tanımlaması gerekir.Birinci yöntem basit bir mekanik tolerans uygulamaktır, örneğin bir yarıçap 100 +/- 0,1 mm olarak tanımlanabilir.Böyle bir durumda yarıçap 99,9 mm ile 100,1 mm arasında değişebilmektedir.İkinci yöntem, yüzde cinsinden bir yarıçap toleransı uygulamaktır.Aynı 100 mm'lik yarıçapı kullanan bir gözlükçü, eğriliğin %0,5'ten fazla değişmeyebileceğini, yani yarıçapın 99,5 mm ile 100,5 mm arasında olması gerektiğini belirtebilir.Üçüncü yöntem, çoğunlukla yüzde cinsinden odak uzaklığı üzerinde bir tolerans tanımlamaktır.Örneğin, 500 mm odak uzaklığına sahip bir lensin +/- %1 toleransı olabilir, bu da 495 mm'den 505 mm'ye karşılık gelir.Bu odak uzaklıklarını ince mercek denklemine eklemek, imalatçıların eğrilik yarıçapı üzerindeki mekanik toleransı türetmelerini sağlar.
Şekil 6: Eğrilik Merkezindeki Yarıçap Toleransı
| Tablo 3: Eğrilik Yarıçapı için İmalat Toleransları | |
| Eğrilik Tolerans Yarıçapı | Kalite Derecesi |
| +/-0,5 mm | Tipik |
| +/-0.1% | Kesinlik |
| +/-0.01% | Yüksek Hassasiyet |
Uygulamada, optik imalatçılar bir mercek üzerindeki eğrilik yarıçapını nitelendirmek için birkaç farklı türde alet kullanırlar.İlki, bir ölçüm aletine bağlı bir sferometre halkasıdır.İmalatçılar, önceden tanımlanmış bir "halka" ile optiğin eğrilik yarıçapı arasındaki eğrilik farkını karşılaştırarak, uygun yarıçapı elde etmek için daha fazla düzeltme gerekip gerekmediğini belirleyebilirler.Daha fazla doğruluk için piyasada bir dizi dijital sferometre de bulunmaktadır.Son derece hassas bir başka yöntem, merceğin konturunu fiziksel olarak ölçmek için bir sonda kullanan otomatik bir temaslı profilometredir.Son olarak, temassız interferometri yöntemi, küresel yüzey ile karşılık gelen eğrilik merkezi arasındaki fiziksel mesafeyi ölçebilen bir saçak modeli oluşturmak için kullanılabilir.
merkezleme
Merkezleme, merkezleme veya merkezden uzaklaştırma ile de bilinir.Adından da anlaşılacağı gibi merkezleme, eğrilik yarıçapının konum doğruluğunu kontrol eder.Mükemmel bir şekilde merkezlenmiş bir yarıçap, eğriliğinin tepe noktasını (merkezini) alt tabakanın dış çapına tam olarak hizalayacaktır.Örneğin, 20 mm çapında bir düz-dışbükey mercek, tepe noktası dış çap boyunca herhangi bir noktadan tam olarak 10 mm doğrusal olarak konumlandırılmışsa, mükemmel bir şekilde ortalanmış bir yarıçapa sahip olacaktır.Bu nedenle, optik imalatçıların aşağıda gösterildiği gibi merkezlemeyi kontrol ederken hem X hem de Y eksenini dikkate almaları gerektiği sonucu çıkar.
Şekil 7: Merkezden Ayrılma Şeması
Bir lensteki merkezleyici miktarı, mekanik eksenin optik eksenden fiziksel olarak yer değiştirmesidir.Bir merceğin mekanik ekseni merceğin basitçe geometrik eksenidir ve dış silindiri tarafından tanımlanır.Bir merceğin optik ekseni, optik yüzeyler tarafından tanımlanır ve yüzeylerin eğrilik merkezlerini birleştiren çizgidir.
Şekil 8: Merkezden Uzaklaştırma Şeması
| Tablo 4: Merkezleme için üretim toleransları | |
| merkezleme | Kalite Derecesi |
| +/-5 Arkdakikası | Tipik |
| +/-3 Arkdakika | Kesinlik |
| +/-30 Arksaniye | Yüksek Hassasiyet |
paralellik
Paralellik, iki yüzeyin birbirine göre ne kadar paralel olduğunu açıklar.Görüntü veya ışık kalitesini bozabilecek bozulmayı en aza indirdikleri için paralel yüzeylerin sistem performansı için ideal olduğu pencereler ve polarizörler gibi bileşenleri belirlemede yararlıdır.Tipik toleranslar aşağıdaki gibi 5 yay dakikasından birkaç yay saniyesine kadar değişir:
| Tablo 5: Paralellik için üretim toleransları | |
| Paralellik Toleransları | Kalite Derecesi |
| +/-5 Arkdakikası | Tipik |
| +/-3 Arkdakika | Kesinlik |
| +/-30 Arksaniye | Yüksek Hassasiyet |
Açı Toleransı
Prizmalar ve ışın ayırıcılar gibi bileşenlerde, yüzeyler arasındaki açılar optiğin performansı için kritik öneme sahiptir.Bu açı toleransı tipik olarak, ışık kaynağı sistemi paralelleştirilmiş ışık yayan bir otokolimatör düzeneği kullanılarak ölçülür.Otokolimatör, ortaya çıkan Fresnel yansımasının optik yüzeyin etrafında, inceleme altındaki yüzeyin üzerinde bir nokta oluşturana kadar döndürülür.Bu, koşutlanmış ışının yüzeye tam olarak normal gelişiyle çarptığını doğrular.Otokolimatör düzeneğinin tamamı daha sonra optiğin etrafında bir sonraki optik yüzeye döndürülür ve aynı prosedür tekrarlanır.Şekil 3, açı toleransını ölçen tipik bir otokolimatör kurulumunu göstermektedir.Ölçülen iki konum arasındaki açı farkı, iki optik yüzey arasındaki toleransı hesaplamak için kullanılır.Açı toleransı, birkaç yay dakikasından birkaç yay saniyesine kadar tüm yol boyunca tutulabilir.
Şekil 9: Açı Toleransını Ölçen Otokolimatör Kurulumu
Eğim
Alt tabaka köşeleri çok kırılgan olabilir, bu nedenle, bir optik bileşeni taşırken veya monte ederken bunların korunması önemlidir.Bu köşeleri korumanın en yaygın yolu kenarları pahlamaktır.Eğimler koruyucu pah görevi görür ve kenar talaşlarını önler.Farklı çaplar için şev özellikleri için lütfen aşağıdaki tablo 5'e bakın.
| Tablo 6: Eğimin Maksimum Alın Genişliği için Üretim Sınırları | |
| Çap | Eğimin Maksimum Yüz Genişliği |
| 3,00 - 5,00mm | 0,25 mm |
| 25.41mm - 50.00mm | 0,3 mm |
| 50.01mm - 75.00mm | 0,4 mm |
Açıklığı Temizle
Net diyafram, bir merceğin hangi bölümünün yukarıda açıklanan tüm özelliklere uyması gerektiğini belirler.Bir optik bileşenin mekanik olarak veya spesifikasyonları karşılaması gereken yüzde olarak çapı veya boyutu olarak tanımlanır, bunun dışında, fabrikatörler optiğin belirtilen spesifikasyonlara uyacağını garanti etmez.Örneğin, bir merceğin çapı 100 mm olabilir ve net açıklığı 95 mm veya %95 olarak belirtilebilir.Her iki yöntem de kabul edilebilir, ancak genel bir kural olarak hatırlamak önemlidir, net açıklık ne kadar büyükse, gerekli performans özelliklerini optiğin fiziksel kenarına daha da yaklaştırdığından optiğin üretilmesi o kadar zor olur.
Üretim kısıtlamaları nedeniyle, bir optiğin çapına veya genişliğine göre uzunluğuna tam olarak eşit net bir açıklık üretmek neredeyse imkansızdır.
Şekil 10: Bir merceğin Net Açıklığını ve Çapını Gösteren Grafik
| Tablo 7: Net Açıklık Toleransları | |
| Çap | Açıklığı Temizle |
| 3.00mm – 10.00mm | Çapın %90'ı |
| 10.01mm - 50.00mm | Çap – 1mm |
| ≥ 50,01 mm | Çap – 1,5 mm |
Daha ayrıntılı teknik özellikler için lütfen katalog optiklerimizi veya öne çıkan ürünlerimizi inceleyin.
Gönderim zamanı: 20 Nisan 2023