Мениск линзы

Менисковая линза, или выпукло-вогнутая линза, - это оптическая линза, состоящая из одной вогнутой и одной выпуклой стороны, и обе стороны имеют разные радиусы кривизны, в соответствии с которыми менисковые линзы можно разделить на два вида: положительные менисковые линзы и отрицательные менисковые линзы.

Положительная менисковая линза более выпуклая с выпуклой стороны, чем с вогнутой стороны, и ее толщина по краям больше, чем в центре, что обеспечивает положительное фокусное расстояние. В отличие от этого, отрицательная менисковая линза более выпуклая с вогнутой стороны, чем с выпуклой стороны, и ее центральная толщина больше, чем по краям, что также обеспечивает отрицательное фокусное расстояние. Положительные менисковые линзы используются для сведения лучей и сокращения фокусного расстояния при использовании в сочетании с другими линзами, а также для увеличения числовой апертуры (NA) существующих оптических модулей без введения значительной сферической аберрации. Эти функции весьма полезны для увеличения разрешения оптических приборов и сосредоточения лазерных лучей, чтобы уменьшить диаметр пятна при большой ширине падающего луча, обеспечивая дифракционно-ограниченную производительность и лучшую точность для лазерной обработки. Отрицательная менисковая линза, наоборот, расходит свет и функционирует в противоположном направлении по сравнению с положительной менисковой линзой, чтобы увеличить фокусное расстояние, уменьшить NA оптических сборок и расширить пучки.

Ханчжоу Shalom EO предлагает на заказ положительные и отрицательные менисковые линзы из широкого ассортимента материалов, включая Фтористое кремния, N-BK7, Халькогенидное стекло, Германий, GaAs, ZnSe, BaF2/CaF2/MgF2, Сапфир и другие. Диаметры от 1,0 мм до 300 мм доступны. Настраиваемые варианты покрытия включают необработанные подложки, многослойные антиотражательные покрытия (BBAR), снижающие отражение (среднее отражение ниже 0,5%) в определенном диапазоне длин волн, и V-покрытие, обеспечивающее более высокую передачу (среднее отражение ниже 0,25%) в более узком диапазоне, а также недорогие покрытия MgF2 AR (среднее отражение ниже 1,5%). Различные диапазоны длин волн передачи покрытий могут быть выбраны в соответствии с вашими требованиями. Все другие характеристики могут быть специально адаптированы для вас.

Обратите внимание, что при использовании положительной менисковой линзы для сведения света выпуклая сторона должна быть направлена к источнику входящего света. Для отрицательных менисковых линз, которые рассеивают свет, вогнутая сторона должна быть направлена к входящему свету.

Общие применения линз мениска:

1. Интеграция в сборки инфракрасных линз

В частности, для модулей инфракрасных линз линзы мениска являются привлекательным кандидатом, поскольку инфракрасные оптические материалы, как правило, имеют более крупные показатели преломления (например, показатель преломления Германия составляет 4), что означает, что сферическая аберрация будет более серьезным, и в этом смысле Lens Meniscus germanium более выгодно, чем плано-кондиционер или плана-конколевая, поскольку она вызывает низкие уровни сферической аберрации, и весь дизайн может быть упрощен с помощью освобождения дополнительных линз для коррекции аберраций. 

2. Сфокусируя линзы для лазера CO2

Лазер CO2 часто используется для лазерной обработки (резка, гравюра и т. Д.), А более интенсивное и сокращенное пятно фокуса помогает повысить качества луча и точности обработки. Линзы ZnSe и Gaas Meniscus для лазерного фокусировки CO2 доступны в Shalom EO.  

Положительные линзы мениска:

Отрицательные линзы мениска:

Учебное пособие по выбору объектива:

Существуют различные классификации оптических линз, и в качестве пользователя или инженера необходимо оценить плюсы и минусы классификации линзы, чтобы оптимизировать оптическую систему. Во -первых, что такое объектив? Оптическая линза - это прозрачный оптический компонент, который сходится или расходится с светом, излучаемым из периферического объекта. Затем переданный свет образует реальное или виртуальное изображение объекта. Оптические линзы могут быть разделены на три основные категории: выпуклые линзы и вогнутые линзы. Выпуклые линзы имеют положительное фокусное расстояние и фокусировку, в то время как вогнутые линзы имеют отрицательное фокусное расстояние и расширяют коллимированный свет света. Далее подразделяется, его можно классифицировать в линзу Plano-Convex, линзу Plano-Concave, линзу с двумя конструкциями, линзу с двойной концерной, линзу мениска, линза с мячом/полусмысленной линзой, линза с ахроматическим двойным -concave объектив, линза, асферическая линза и т. Д.

Фокусное расстояние и сопряжение

Фокусное расстояние - это длина от оптического центра до точки, где световой параллельный световой луча сходится на оптической оси. Выпуклый объектив имеет положительный фокус -объектив, а вогнутая линза имеет негативную фокусную линзу и фокусирует свет в виртуальную фокусную точку. Коэффициент конъюгата определяется как отношение расстояния объекта (расстояние между объектом и объективом на оптической оси) и расстояние изображения (расстояние между изображением и объективом на оптической оси). Световые пути от объекта к изображению обратимы. Объект, размещенный в фокусной точке линзы, приводит к бесконечному конъюгатному соотношению, в то время как объект, расположенный в два раза больше фокусного расстояния, приводит к изображению, сформированному при вдвое больше фокусного расстояния, что дает соотношение конъюгата 1: 1.

Примечание. Возможно, вы захотите узнать больше о основных понятиях, относящихся к выбору линз, таких как поле зрения (FOV), искажение изображения, сферическая аберрация и кома: сферические аберрации и т. Д. См. Наш учебник по выбору объектива. Или, если вы ищете ссылку на выбор материалов субстрата, см. Наше руководство по выбору материала опреста.

Таблица 1. Типы линз и сопряженные соотношения

Плано выпуклый объектив:

Плано-конверса (PCX) объектив представляет собой оптическую линзу с одной плоской лицом и одним выпуклым лицом и положительным фокусным расстоянием, используемое для сбора, фокусировки коллимированных огней, коллимирующих огней из точечного источника или уменьшения фокусного расстояния группа. По сравнению с линзами Biconvex, линзы Plano-Convex имеют две невидимые стороны и, следовательно, лучше всего подходят для бесконечного абсолютного соотношения конъюгата (объективное расстояние: расстояние изображения). Тем не менее, линзы Plano-Convex по-прежнему снижают сферические аберрации в довольно низкой степени, когда абсолютное соотношение сопряженности превышает 5: 1. Для соотношения сопряжения ниже 5: 1 рассмотрите возможность использования линз Plano-Convex в парах или объектива Biconvex. Plano-Convex Lines в основном используются для монохроматического света, таких как лазеры; Plano-Convex Lens часто используется для сходимости параллельного света или преобразования источников точечных светов в параллельный свет. При использовании объектива для фокусировки коллимированных огней коллимированные огни должны быть проецированы на изогнутую поверхность объектива.

Плано вогнутая линза:

Объектив Plano-Concave представляет собой объектив с одной боковой квартирой и вогнутой стороной. Плано-конкорный объектив имеет отрицательное фокусное расстояние, которое расходится с лучом. Следовательно, его можно использовать для расширения луча, света проекта и удлинить фокусное расстояние оптической системы. Плано-конкотные линзы часто включаются в галилийские расширители луча, а также в качестве компонентов для увеличения фокусного расстояния оптического инструмента или уравновешивания сферической аберрации, улучшая качества изображений. Когда абсолютное соотношение сопряженности больше 5: 1 (то есть абсолютное значение объективного расстояния: расстояние изображения), линза плана-конкава является лучшим типом отрицательного линзы для уменьшения сферической аберрации, комы и искажения. При нанесении для распределения коллимированного светового луча, изогнутая поверхность должна противостоять источнику света (или, другими словами, плоская сторона должна указывать на фокальную плоскость, которую вы намерены модулировать), чтобы свет постепенно изгибался и сферическая аберрация уменьшается до величайшей степень.

двояковыпуклая линза

Биконемвексная линза, также известная как двойная выпуктная линза, представляет собой оптическую линзу с двумя сферическими сторонами, которые имеют одинаковую радиусы кривизны. Основное использование линз биконевросного движения включает в себя модуляцию лазерного луча, фокусировку и изображение. Линзы Biconvex имеют положительное фокусное расстояние и сходили коллимированный свет до определенной точки. Когда абсолютное конечное соотношение конъюгата равна или около 1: 1, рекомендуется биконемвексные линзы. Когда расстояние объекта и расстояние изображения эквивалентны в абсолютных терминах, линзы Biconvex являются лучшим вариантом для сопряженных соотношений между 1: 5 и 5: 1. Если нет, то плано-концертные линзы предпочтительнее, поскольку их асимметричные формы помогают уменьшить сферические аберрации. Фокусные расстояния линз Biconvex могут быть рассчитаны с использованием формулы: f = (r1*r2)/((n-1)*(R2-r1)). Их кривизы с обеих сторон равны и часто используются для сбора света из точечного источника или передачи изображений в другие оптические системы. Поскольку расстояние объекта и расстояние изображения эквивалентны или приблизительно эквивалентны, искажение может быть сведено к минимуму.

двояковогнутая линза：

Линза биконкаве или двойная вогнутая линза представляют собой оптическую линзу с двумя сферическими поверхностями идентичных радиусов кривизны. Двойная вогнутая линза имеет отрицательное фокусное расстояние и расходится на коллимированную световую луча в виртуальную фокусную точку (точка, в которой линии удлинительного расходящегося светового пути пересекаются на стороне объекта вогнутых линз) и увеличивают фокусные расстояния группы объектива. Использование линз биконкаве диверсифицируется, охватывающая дивергенцию коллимированных или сфокусированных световых пучков, а модуляция диаметра луча (например, расширители галилейского луча), и из-за их отрицательных фокусных расстояний также могут быть применены линзы биопроводной оптических сборок. Из -за своей симметричной структуры двойная вогнутая линза работает лучше всего, когда соотношение конъюгата (расстояние объекта: расстояние изображения) близко или равно 1: 1. В таких ситуациях искажение, сферическая/хроматическая аберрация и кома могут быть компенсированы в результате равновесия линз. В то время как, когда предполагаемый коэффициент увеличения составляет <1/5 или> 5, вогнутая линза Plano будет лучшей альтернативой.

Объектив мениска:

Объектив мениска или линза выпуклых контактов представляет собой оптическую линзу, состоящую из одной вогнутой и одной выпуктной стороны, и эти две стороны имеют разные радиусы кривизны, согласно которой линзы мениска могут быть классифицированы на два вида: положительные линзы мениска и негативные мениск линзы. Положительный линза мениска более изогнута на выпуклой стороне, чем на вогнутой стороне, а его толщина края больше, чем его центральная толщина, способствуя положительному фокусному расстоянию. Напротив, линза отрицательного мениска на вогнутой стороне более изогнута, чем на выпуклой стороне, а его центральная толщина больше, чем его толщина края, способствуя отрицательному фокусному расстоянию. Положительные линзы Meniscus сходили свет, чтобы уменьшить фокусное расстояние при использовании в сочетании с другими линзами и увеличения численной апертуры (NA) существующих оптических модулей без введения значительной сферической аберрации. Эти функции весьма полезны для инструментов изображения для увеличения разрешения, и для фокусировки лазеров для сокращения диаметра точечного диаметра, когда ширина падающего луча довольно большая, обеспечивая характеристику с ограниченной дифракцией и лучшую точность для лазерной обработки. Негативная линза мениска расходится с светом и функционирует прямо противоположным образом как положительный объектив мениска, чтобы увеличить фокусное расстояние, уменьшить NA оптических сборок и расширять балки. Объектив мениска часто нанимается в качестве корректирующей линзы, а также может использоваться в качестве конденсатора луча системы освещения. Кроме того, линзы Meniscus с соответствующей толщиной также могут устранить хроматическую аберрацию.

Ахроматическая дублетная линза:

Ахроматическая линза Doublet - это объемный оптический элемент, часто состоящий из двух цементированных вогнутых и выпуклых отдельных линз, изготовленных из различных оптических стеклянных материалов компенсационных дисперсионных свойств. Ахроматическая линза дублета имеет отличительную особенность индукции минимизации хроматической аберрации в оптическом модуле (хроматическая аберрация-это сдвиг преломления, возникающие в результате разных длин волн, когда падающий источник света состоит из разных излуч самолет). Также возможно исправить сферическую и оси кометическую аберрацию с использованием линз дублета ахроматического дублета.

Плано выпуклый/вогнутый цилиндрический линз:

Плано выпуклый/вогнутый цилиндрический линзу, по сути, является кубоидом с наружной продленной/изогнутой структурой и, следовательно, положительной эффективной длиной. Фундаментальная функция плано-конверса цилиндрической линзы состоит в том, чтобы сформировать/расходиться с матрицей лазерных пучков и модулировать соотношение сторон изображения. В качестве версии плановой линзы/вогнутого линзы, плано-конвейса/вогнутая цилиндрическая линза лучше работает при бесконечных сопряженных соотношениях (здесь мы ссылаемся на абсолютное значение, и значение становится невыгодным, когда ниже 5: 1). То, что различает пластинку PCX/PCV и цилиндрический PCX/PCV, так это то, что первые расходится в двух измерениях, более позднее расширяет луч света в одном.

Предыдущий характер плано-конверса/вогнутых цилиндрических линз, который делает двумерную свету Изображение, лазерные сканеры, лазеры красителя, спектроскопии и приемники энергий в линейных детекторах. Плано-конверса/вогнутая линза может либо модулировать соотношение сторон изображения, либо создать линейное изображение из источника луча точки. Цилиндрическая линза PCX также часто нанимается для сбора коллимированных световых балок для генерации тонкой линии.

Другим важным применением плано-конвейса/вогнутой цилиндрической линзы является формирование анаморфического луча, которая просто относится к исправлению лазерного луча эллиптической формы, генерируемого из лазерного диода в круглую форму. Эллиптический лазерный луч является следствием прямоугольной апертуры френанера и нежелательна, потому что это подразумевает большую область луча, которая тратит большую мощность, меньше однородности и ужасный профиль луча Гаусса. Пара выпуклых/вогнутых цилиндрических линз может использоваться для цилиндрической балки. Во время теста пара плано-конверса/вогнутых цилиндрических линз расположена так, чтобы линзы были ортогональными, как показано на рисунке. Из результата мы можем сделать вывод, что использование пары плано-конверса/вогнутых цилиндрических линз для циркулязации эллиптического луча представляет собой высокий перевод, сбалансированный, астигматизм, приспособленный подход.

Мяч и линзы с половиной мяча:

Шаровые линзы представляют собой специальную форму линз биконгекса, которые наследуют геометрию шара (что подразумевает полностью сферические поверхности), изготовленные из одного материала с оптической передачей, расположенной в интересующей области длины волны. Преобладающей функцией шариковых линз является светло -коллимация/связывание для оптических волокон (например, от лазера с связью с волокном, клетчаткой к волокниковой связи), с другими универсальными возможностями, которые должны быть включены в миниатюрную оптику (например .). Бальные линзы также можно рассматривать как асферические линзы до формирования. Одним из преимуществ шаровой линзы является его короткое заднее фокусное расстояние (BFL), признак, которая сокращает расстояние от оптики до волокна и исключительно полезно, когда пространство установки довольно плотное, а компактное измерение может одновременно снизить стоимость производства Полем Кроме того, шариковая линза является вращательной симметричной, что повышает простоту выравнивания и позиционирования.

Получатые линзы представляют собой варианты шариковых линз, полученные путем простого разрезания шариковых линз пополам. Из -за простоты монтажа, вызванной одной плоской поверхностью, полубольные линзы идеально подходят для применений, где требуется более компактные конструкции.

Линзы стержней:

Стержневые линзы представляют собой оптические линзы в виде круглого стержня, а фокусируют коллимированные балки в одно измерение. Свет передается по окружности линзы, поэтому окружные ограждения линз стержня точно отполированы, в то время как два плоских конца не имеют отношения к оптической обработке, но также могут быть названы. Использование линз стержней включает коллимацию дивергентного света, линейную фокусировку и линзы инверсии изображения между объективами и глазными линзами в жестком эндоскопе (медицинский инструмент для наблюдения внутри человеческих тел). Стержневой линзу также можно использовать в качестве легкой трубы (оптический компонент, который переносит свет между плоскими концами, используя полное отражение.)

Асферический объектив:

Асферическая линза представляет собой оптическую линзу с геометрией не сферического оптического фронта (то есть радиус кривизны варьируется в зависимости от расстояния от оптической оси). Уникальной особенностью асферической линзы являются минимизированные сферические аберрации. Сферические аберрации, внутренние в сферических линзах, из -за различий в оптических путях фокусные точки света ближе к оптической оси имеют тенденцию быть более вперед, чем у света, падающих на краях сферических линз, что приводит к размытости изображения. и увеличение ширины пятна. По сравнению со сферическими линзами, асферические линзы демонстрируют сферические аберрации, уменьшенные в драматической степени, что приводит к увеличению разрешения изображения, и диаметры точечных средств, которые на несколько порядков меньше, чем точечный диаметр сферических линз. Асферическая линза обеспечивает большую численную апертуру (низкий F-Number) и, следовательно, увеличивает пропускную способность света, достигая более высокой эффективности мощности. Включение асферических линз в модули линзы также может помочь уменьшить количество элементов с помощью исключения чрезмерной оптики для коррекции сферических аберраций, обеспечивая компактную и упрощенную конструкцию.