Le specifiche ottiche sono utilizzate nella progettazione e nella produzione di un componente o sistema per consentire al componente o al sistema di soddisfare con precisione i requisiti di prestazione specifici. Le specifiche ottiche sono utili per due motivi: in primo luogo, possono impostare i limiti accettabili per i parametri chiave che regolano le prestazioni di un sistema; e., tempo e costi) che dovrebbe essere speso per la produzione.
Parametri di un sistema ottico dal leaderAziende di componenti otticiChe sono sotto o sopra i dati possono incidere sulle sue prestazioni, con uno spreco di risorse non necessario. La mancanza di l'impostazione corretta di tutti i parametri necessari può portare a una sotto-specifica, che può degradare le prestazioni. I parametri del sistema di definizione troppo stretti senza tenere in conto di qualsiasi variazione nei requisiti ottici o meccanici possono portare a sovraspecifiche, che possono aumentare i costi e le difficoltà di produzione. Per capire le specifiche ottiche, è importante prima di tutto capire cosa significa, so so che le specifiche più comunemente usate ti forniscono il fondotinta più forte per capire le specifiche di quasi tutti i prodotti ottici.
Le tolleranza del diametro per l'ottica circolare forniscono una gamma di valori di diametro accettabili. Le specifiche di produzione varieranno a seconda del livello di abilità e delle capacità di alcune aziende di elaborazione ottica che fanno l'ottica. Mentre la tolleranza del diametro non ha alcun effetto sulle prestazioni ottiche dell'ottica stessa, è una tolleranza meccanica molto importante da tenere in conto se si sta montando l'ottica su qualsiasi tipo di dispositivo. Ad esempio, se il diametro di un obiettivo si discosta dal suo valore nominale, c' è il rischio che l'asse meccanico nel gruppo montato si discosta dall'asse ottico, risultato in un'eccentricità della luce. In genere, le tolleranza di produzione per il diametro sono: + 0.00/-0.10mm per la qualità generale, + 0.00/-0.050mm per la qualità di precisione e + 0.000/-0.010mm per l'alta qualità.
2. Tolleranza dello spessore centrale lo spessore centrale di un elemento ottico (la maggior parte delle lenti in genere) misura lo spessore del materiale nella parte centrale dell'elemento ottico. Lo spessore centrale è misurato dall'asse meccanico dell'obiettivo, che è definito come l'asse tra i bordi esterni dell'obiettivo. Lo spessore centrale di una lente cambia le prestazioni ottiche perché lo spessore centrale e il suo raggio di curvatura determina la lunghezza del percorso ottico della luce attraverso l'obiettivo. In genere, le tolleranza di produzione per lo spessore centrale sono: +/-0.20mm per la qualità media, +/-0.050mm per la qualità di precisione e +/-0.010mm per l'alta qualità.
Il raggio di curvatura è la distanza tra il vertex dell'elemento ottico e il centro di curvatura. Il raggio può essere positivo, zero o negativo, a seconda che la superficie sia convessa, piatta o concava. Se il valore del raggio di curvatura è noto, la lunghezza del percorso ottico di un raggio di luce attraverso una lente o uno specchio può essere definita e gioca anche un ruolo importante nel determinare la potenza della superficie. La tolleranza di produzione per il raggio di curvatura è in genere +/-0.5, ma può essere bassa come +/-0.1% per applicazioni precise o +/-0.01% dove è richiesta una qualità molto alta. h3> il centro di una lente centrale, noto anche come centripetalo o off-center, viene specificato in base alla deviazione del fascio delta (Equation 1). Una volta data la deviazione del raggio, l'angolo del cuneo con può essere utilizzato per una semplice relazione (Equation 2).
La quantità centrifuga dell'obiettivo è la distanza con cui l'asse meccanico è deviato dal punto di vista fisico. L'asse meccanico di un obiettivo è semplicemente l'asse geometrico dell'obiettivo, definito dalla sua superficie cilindrica esterna. L'asse ottico di un obiettivo è definito dalle superfici ottiche, che sono le linee che collegano i centri di curvatura di ogni superficie. Per eseguire un test centripetalo, posiziona l'obiettivo in una tazza da tè e applica la pressione ad esso. La pressione applicata alla lente converge automaticamente al centro della curvatura della prima superficie al centro della tazza da tè, e questo centro si allinea anche con l'asse di rotazione. La luce parallela che arriva lungo questo asse di rotazione passa attraverso l'obiettivo e raggiunge il punto focale sul piano focale posteriore. Mentre l'obiettivo ruota con la rotazione della tazza da tè, qualsiasi eccentricità nella lente disperde il fascio focalizzato e crEates una traiettoria circolare del raggio perizoma nel piano focale posteriore.
La qualità di una superficie ottica viene utilizzata per misurare le caratteristiche superficiali di un prodotto ottico e copre una serie di imperfezioni come graffi e pozzi. La maggior parte di questi imperfezioni delle superfici sono puramente cosmetiche e non hanno un grande impatto sulle prestazioni del sistema, anche se possono creare una piccola immersione nel sistema di produttività e una dispersione più fine della luce diffusa. In ogni caso, alcune superfici saranno più sensibili a questi effetti, come (1) superfici con piani di immagine, in quanto tali imperfezioni possono creare messa a fuoco e (2) superfici con livelli di potenza elevati, le imperfezioni possono aumentare l'assorbimento energetico e danneggiare il prodotto ottico. Le specifiche più comunemente utilizzate per la qualità della superficie sono le specifiche di scratch e pitting evidenziate dal MIL-PRF-13830B.
I nomi dei graffi sono basati sul confronto dei graffi su una superficie a una serie di graffi standard forniti in condizioni di illuminazione controllate. Quindi, piuttosto che scrivere i graffi reali, il nome del graffio lo confronta con i graffi standard in base alle specifiche MIL. I nomi dei pozzi, invece, si collegano direttamente a punti o piccoli pozzi su una superficie. I nomi dei pozzi sono basati sulla divisione del diametro dei pozzi in micron per 10. In genere una specifica del pozzo antigraffio tra 80 e 50 sarà presa in conto della qualità standard, tra i 60 e i 40 saranno di qualità accurata e tra i 20 e i 10 saranno prese in mano con una qualità di alta precisione.
P> la planarità della superficie è un tipo di specifica per misurare la precisione della superficie, che viene utilizzata per misurare la deviazione di superfici piatte come specchi, pezzi di finestre, prismi o specchi piatti. Puoi misurare questa deviazione utilizzando un cristallo piatto ottico, che è un piano di riferimento di alta qualità e ad alta precisione per il confronto della levigatezza degli esemplari. Quando la superficie piana del prodotto ottico sotto il test viene posizionata contro il cristallo piatto ottico, le striature sono presenti, La forma di cui indica la levigatezza della superficie del prodotto ottico in fase di test. Se le strisce sono distanziate in modo uguale e sono linee diritte parallele, la superficie ottica testata è almeno piatta come il cristallo piatto ottico di riferimento.
Se le strisce sono curve, il numero di strisce tra due linee tratteggiate (una linea tratteggiata tangente al punto medio della striscia e l'altra linea tratteggiata che passa attraverso l'end della stessa striscia) punti a un errore di scorrevolezza. Le deviazione nella levigatezza sono di solito misurate in termini di valori di ondulazione (x), che sono composti da lunghezze d'onda multiple della sorgente di prova. Una striscia corrisponde a 1/2 di una lunghezza d'onda. Una levigatezza di 1x x indica un livello di qualità generale;
Il numero di apertura è un tipo di specifica per misurare la precisione della superficie, che è applicabile a superfici ottiche curve o superfici con potenza. Il test del numero di apertura è simile a un test di planarità in modo che la superficie sia rispetto a una superficie di riferimento con un raggio collegiale di curvatura. Utilizzando lo stesso principio di interferenza generata dallo spazio tra le due superfici, viene utilizzato un modello di interferenza a righe per indicare la deviazione della superficie di prova dalla superficie di riferimento. La deviazione dal riferimento produce una serie di anelli chiamate anelli di Newton. Più anelli presenti, maggiore è la deviazione. Il numero di anelli scuri o luminosi, invece del numero totale di anelli sia scuri che luminosi, è uguale al doppio dell'errore di lunghezza d'onda.
L'irregolarità è un tipo di specifica che misura la precisione di una superficie e indica la deviazione della forma della superficie da una forma di superficie di riferimento. L'irregolarità è la striscia circolare sferica formata mediante il confronto della superficie di prova a una superficie di riferimento. Quando la superficie ha un numero di apertura di più di 5 strisce, sarà difficile rilevare piccole forme irregolari più piccole di 1 striscia. È una pratica comune, quindi, inserire il rapporto tra il numero di aperture e l'irregolarità della superficie in modo che sia circa 5:1. La finitura superficiale, nota anche come rugosità superficiale, viene utilizzata per misurare alcune delle piccole irregolarità di una superficie. Di solito sono il risultato di processi di lucidatura difficili. Le superfici ruvide sono più resistenti all'abrasione rispetto alle superfici lisce e possono non essere adatte ad alcune applicazioni, specialmente nelle applicazioni che utilizzano laser o in ambienti surriscaldati, A causa della possibilità di piccole rotture o imperfezioni nel sito di nucleazione. Una tolleranza di produzione di 50 giri RMS per la finitura superficiale indica la qualità media, A 20 cm RMS indIcates qualità precisa e a 5 cm RMS indica l'alta qualità.
Indice di rifrazione di un mezzo è il rapporto tra la velocità della luce in un vuoto alla velocità della luce nel mezzo. Indice di rifrazione del vetro spazia in genere dal 1.4 al 4.0 e il campo dell'indice di rifrazione del vetro vision è leggermente inferiore a quello del vetro ottimizzato per la luce a infrarossi. Ad esempio, N-BK7 (un vetro visibile per uso generale) ha un indice di rifrazione del 1.517, ma germanio (un vetro a infrarossi per uso generale) Ha un indice di rifrazione del 4.003. Curvatura della superficie e indice di rifrazione del mezzo su entrambi i lati della superficie. La inuniformità viene fornita in base a diversi gradi, dove il grado e la disuniformità sono inversamente correlati tra di loro, con la riduzione della disuniformità con l'aumento del grado.
Un altro materiale di proprietà del vetro è il coefficiente di dispersione, che viene utilizzato per misurare la quantità di dispersione fornita dal vetro. È l'indicatore di rifrazione del materiale alle lunghezze d'onda f (486.1nm), d (587.6nm) e c (656.3nm) (Equation 3). (4) la gamma di valori del coefficiente di dispersione per vd = nd-1nf-ncvd = nd-1nf-nc è di solito tra 25 e 65. Quando il coefficiente di dispersione di un vetro è maggiore di 55 (meno dispersione), il vetro è visto come un vetro corona, mentre quelli con tassi di dispersione inferiori a 50 (più dispersione) Sono classificati come vetro flint. A causa della dispersione, indice di rifrazione di un vetro varierà a seconda della lunghezza d'onda. Il risultato più significativo della dispersione è che la lunghezza focale del sistema sarà leggermente diversa per diverse lunghezze d'onda della luce. h3> trebbiatrice per danni Laser la soglia di danno laser è la quantità massima di potenza laser che può essere accettata dalla superficie di ogni area prima del danno laser.
Sia i laser pulsati che i laser a onda continua (CW) hanno soglie di danno laser corrispondenti. Le soglie di danno Laser sono una specifica del materiale molto importante per gli specchi a causa del fatto che vengono utilizzate in combinazione con prodotti laser piuttosto che con qualsiasi altra ottica, ma, qualsiasi ottica di grado laser fornisce soglie. Ad esempio, prendi in conto a Ti: riflettore laser zaffiro con una soglia di valutazione dei danni di 0.5 J/cm2 @ 150 impulsi femtosecond e 100kW/cm2 CW. Questo indica che il riflettore può sopportare un laser pulsato femtosecond ad alta ripetizione in arrivo con una densità di energia di 0,5 j per pollice quadrato, O un laser CW ad alta potenza con una densità di energia di 100kW per pollice quadrato. Se il raggio laser è concentrato su un'area più piccola, le misure devono essere prese in conto per garantire che la soglia generale non venga superata dal valore specifico.
Anche se ci sono una gamma di altre specifiche di produzione, superficie e materiale, la disordine può essere notevolmente persa se le specifiche ottiche più comunemente usate sono incluse. Lenti, specchi, finestre, filtri, polarizzatori, prismi, berretti, grate e fiber ottiche hanno una varietà di caratteristiche, so capendo come si rappa tra di loro e come le prestazioni complessive del sistema incieranno sulle prestazioni del sistema ti aiutano a selezionare i migliori componenti da integrare nelle tue applicazioni ottiche, di imaging o optoelettroniche.
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