Definizione delle caratteristiche e delle applicazioni dell'ottica asferica

Le superfici asferiche in generale sono altre superfici, senza sfere e aerei. Da un punto di vista dell'applicazione, le superfici asferiche possono essere classificate in superfici asferiche axisimetriche, superfici asferiche con due superfici di simmetria e superfici a forma libera senza simmetria.

Classificazione delle superfici asferiche

Le superfici asferiche sono di solito classificate in superfici asferiche secondarie e superfici asferiche superiori. Le asfere secondarie sono le più utilizzate nei sistemi ottici e hanno una posizione speciale in relazione ad altri tipi di asfere. Le superfici asferiche secondarie possono essere divise in: un paio di superfici asferiche senza punti immagine e senza superfici asferiche senza punti immagine. Il precedente è ampiamente utilizzato in vari strumenti ottici ed è la superficie asferica più comune. L'ultimo è ampiamente utilizzato nella formazione di immagini distorte del sistema ottico. Le superfici asferiche superiori possono essere divise in superfici curve meridiane monotoniche e superfici non monotoniche. La classificazione delle superfici asferiche è mostrato nella figura 1.

Figura 1. Classificazione delle asfere ottiche

Superfici a forma libera

L'espressione generale per una superficie libera è Z = mushi, j = 0,1,2. ..... N. Per questo tipo di superficie libera, anche se ha perso la caratteristica axisimmetrica delle superfici asferiche, è ancora espanso regolarmente intorno a un'origine delle coordinate. La coppia presente è ancora regolare.

Altra classe di superfici complesse a forma libera, che possono essere definite solo in termini di coordinate tridimensionali dei punti, È ampiamente utilizzato negli occhiali multifocali progressivi per realizzare lo scopo della distribuzione della messa a fuoco ottica secondo una legge specifica.

Vantaggi e applicazioni asferici

Le lenti asferiche, dove il raggio di curvatura varia con l'asse centrale, vengono utilizzate per migliorare la qualità ottica, ridurre i componenti ottici e ridurre i costi di progettazione. Le lenti asferiche hanno vantaggi unici rispetto alle lenti sferiche e sono quindi ampiamente utilizzate negli strumenti ottici, nelle immagini e nelle industrie optoelettroniche, come fotocamere digitali, lettori CD e strumenti microscopici di fascia alta. Serve principalmente ai scopi elencati di seguito:

A. Calibrazione aberrazione sferica

Le lenti asferiche vengono utilizzate per sostituire le lenti sferiche, e il vantaggio più significativo è che l'aberrazione sferica generata da lenti sferiche nel sistema di collimazione e messa a fuoco può essere corretta. Grazie alla regolazione delle costanti di superficie e dei correttori asferici, le lenti asferiche possono ridurre al minimo l'aberrazione sferica. Lenti asferiche (i raggi di luce convergono allo stesso punto, fornendo qualità ottica), eliminano principalmente l'aberrazione sferica (i raggi di luce convergono in punti diversi, con immagini sfocate) creati da lenti sferiche. Tre lenti sferiche vengono utilizzate per aumentare la lunghezza focale effettiva e vengono utilizzate per eliminare l'aberrazione sferica. Una lente asferica (apertura numerica elevata, lunghezza focale corta) può essere realizzata e semplifica la progettazione del sistema e fornisce una trasmissione della luce.

Figura 2. Lente asferica con cancellazione di aberrazione sferica

B. Vantaggi del sistema

Le lenti asferiche alleviano gli elementi inclusi per gli ingegneri ottici al fine di migliorare la qualità ottica e allo stesso tempo aumentare la stabilità del sistema. Ad esempio, in un sistema di zoom, in cui 10 o più lenti sono in genere utilizzate (plus: alta tolleranza meccanica, procedure di assemblaggio aggiuntivi, rivestimenti antiriflesso migliorati), le qualità ottiche simili o migliori possono essere realizzate con 1 o 2 lenti asferiche, riducendo così le dimensioni del sistema, aumentando il rapporto di costo, E abbassare il costo complessivo del sistema.