非球面とは何ですか?光学システムにおける非球面の利用

著者: Bryan Ng – マーケティング マネージャー

編集者: Qu Yingli – 研究開発ディレクター

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非球面レンズとしても知られる非球面レンズは、光学分野の主要なプレーヤーとして台頭し、私たちが世界を認識し捉える方法を再構築しています。従来の球面レンズとは異なり、非球面レンズは光学設計に新たなレベルの精度と明瞭さをもたらします。

1. 非球面とは何ですか?

非球面は、球の対称的な形状から逸脱しています。均一な曲率を持つ球面レンズとは異なり、非球面レンズは表面全体にわたってさまざまな曲率を誇ります。

非球面と球面レンズの図
図 1: 非球面と非球面球面レンズ

非球面レンズは、高度な数学関数を活用して、独自の形状を実現します。光学エンジニアは、さまざまな点での曲率を慎重に計算することで、特定の用途に合わせてレンズを最適化し、歪みを軽減し、全体的な画質を向上させることができます。

2. 非球面を使用する利点

光学システムに非球面レンズを組み込む利点は多岐にわたる。まず第一に、非球面レンズは光学収差の補正をより効率的に行い、球面収差を最小限に抑え、より鮮明で正確な画像を実現することで、性能を向上させる。

非球面レンズは光学システムのサイズと重量の削減にも貢献するため、カメラやスマートフォンなどの小型デバイスでは特に価値があります。さらに、これらのレンズは集光効率を高め、より明るく鮮明な画像を実現します。

非球面レンズは、その強力な性能を小型パッケージに凝縮することで、レーザーシステムや画像診断装置のサイズを縮小します。例えば、建物全体をピンポイントの精度でマッピングするハンドヘルドレーザースキャナーや、人体内の狭い空間をナビゲートする小型内視鏡などが挙げられます。これらはすべて、非球面レンズの驚異的なコンパクトさによって実現可能になったものです。非球面レンズの背後にある科学は、写真、天文学、レーザー応用から医療画像処理に至るまで、幅広い分野で無数の可能性を切り開きます。

3. 業界を超えた非球面アプリケーション

3.1医用画像

医用光学イメージング
バイオメディカルイメージング

非球面レンズは、その汎用性の高さから、様々な産業分野で活用されています。医療分野では、内視鏡や医用画像診断装置において重要な役割を果たし、臨床医に診断のためのより鮮明な画像を提供しています。

3.2 望遠鏡

天文学者は望遠鏡の非球面精度の恩恵を受け、詳細な観察が可能になります。さらに、このレンズは高性能カメラの開発に不可欠であり、プロの写真家が比類のない鮮明さで瞬間を捉えることができます。

3.3 レーザーの応用

フォーカシングレンズ-ガラス非球面レンズ
Wavelength Opto-Electronic レーザー非球面レンズ

非球面レンズは、レーザービームを極めて精密かつ極細の線状に集束させることができ、複雑なデザインのレーザー切断や微細部品の溶接に最適です。非球面レンズで誘導されたレーザーを駆使した手術ロボットが、繊細で低侵襲な手術を行う様子や、レーザープリンターが驚くほど精緻なディテールで傑作を彫刻する様子を想像してみてください。

直径公差: ±0.01mm
厚さの許容: ±0.01mm
焦点距離の許容範囲: ±1%
セントレーション: < 1 アーク分
クリアアパーチャ: > 90%
不規則性 P-V: <0.15µm
表面品質: 40 / 20 60 / 40
ARコーティング: R <0.2%/表面@ 1030-1090nm
材料: 溶融シリカ、Suprasil 313、Corning 7980、Si、Ge、ZnS、ZnSe、カルコゲニド
コーティング: 要件に従って

仕様1: Wavelength Opto-Electronic レーザー非球面レンズ

部品番号波長(nm)EFL(mm)直径(mm)材料ET(mm)CT(mm)BFL(mm)
LFAS-35-40-ET5.43 * NEW *107540.035.0溶融シリカ5.4313.630.6
LFAS-35-50-ET3.82 * NEW *107550.035.0溶融シリカ3.8210.242.2
LFAS-1.5-100-ET41064100.038.1溶融シリカ4.00–95.2
LFAS-1.5-125-ET41064125.038.1溶融シリカ4.00–120.7
LFAS-1.5-150-ET41064150.038.1溶融シリカ4.00–146.0
LFAS-1.5-200-ET41064200.038.1溶融シリカ4.00–196.4
LSIA-25-12.5コーティングされていない12.525.0シリコン–––
LSIA-25-25コーティングされていない25.025.0シリコン–––
LSIA-25-50コーティングされていない50.025.0シリコン–––
LZA-25.4-12.7コーティングされていない12.725.4セレン化亜鉛–––
LZA-25.4-25.4コーティングされていない25.425.4セレン化亜鉛–––
LZA-25.4-50.8コーティングされていない50.825.4セレン化亜鉛–––

表1: Wavelength Opto-Electronic レーザー非球面レンズ

成形光学系成形非球面レンズ
Wavelength Opto-Electronic モールドガラス非球面レンズ

Wavelength Opto-Electronic オファー 成型ガラス非球面レンズ さまざまな焦点距離で。これらの無限共役非球面レンズは、レーザー ダイオードまたは他の点光源のコリメートに使用できます。レーザー ダイオード コリメータとして、これらの成形非球面は、低い波面誤差でコリメートされたシングルモード ビームを生成するように設計されています。

品番EFL(mm)NAOD(mm)のWD(mm)設計WL(nm)材料ARコーティング
*(-A、-B、-C)
LMAS-3.0-2.02.000.503.001.09780D-ZK3A、B、C
LMAS-4.5-2.752.750.644.501.50830D-ZLAF52LAA、B、C
LMAS-6.32-4.024.020.606.332.41408D-LAK6A、B、C
LMAS-6.35-6.436.430.436.354.70830D-ZK2NA、B、C
LMAS-9.94-8.08.000.509.945.90780D-ZK3A、B、C
LMAS-8.0-11.1811.180.318.009.69635D-ZK2NA、B、C
LMAS-6.32-13.8513.850.186.3312.10650D-ZK3A、B、C
LMAS-8.0-22.5822.580.158.0021.25532D-ZK2NA、B、C

表2: Wavelength Opto-Electronic 成型ガラス非球面

当社の精密成形非球面は、耐久性の高い金型から複製されており、非常に安定した性能を実現します。複製されたガラス非球面成形プロセスは、高性能かつコスト効率の高いレンズの製造に適しています。

各成型非球面レンズには AR コーティングが施されており、光源への反射を軽減し、透過効率を高めます。 多層ブロードバンド AR コーティングは、「A」 (400 ~ 700nm)、「B」 (650 ~ 1100nm)、および「C」 (1050 ~ 1700nm) の XNUMX つの波長範囲にわたって利用できます。

  • レーザー光をコリメートまたは集光します
  • レーザーダイオードおよびファイバーモジュールに最適
  • LD 高速軸全体を捉える高 NA
  • さまざまな焦点距離を提供

3.4家電

自動運転車への応用
自動運転車のスキャン

非球面 でも使用されています 家電 など 電話カメラ (NAIST) と 自動運転車用LiDAR. Wavelength Opto-Electronic ガラスまたはプラスチック材料で成形された非球面を製造します。

技術仕様精度超精密
直径の測り方1-25mm1-20mm
ディア 公差±0.015mm±0.005mm
厚さの許容±0.03mm±0.005mm
不規則性(PV)1μm0.6μm
不規則性(RMS)0.3μm0.08〜0.15µm
センタリングエラー1 '
表面品質40-2020-10
コーティングカスタマイズ可能カスタマイズ可能
仕様2: Wavelength Opto-Electronic 家庭用電化製品用の成形非球面

4. 信頼できる非球面レンズのサプライヤーをお探しですか?

非球面レンズには顕著な利点がありますが、その設計と製造には特有の課題があります。 Wavelength Opto-Electronic 持っています 精密な製造プロセス 非球面設計で要求される複雑な形状を実現するために必要です。 CNC 加工やダイヤモンド旋削などの最先端の設備により、高品質の非球面レンズの製造が容易になり、光学業界の革新を推進してきました。

公差スタンダード精度高精度
材料ガラス:BK7、フューズドシリカ、フッ化物
結晶:ZnSe、ZnS、Ge、GaAs、CaF2、BaF2、MgF2、Si、カルコゲニド
金属:Cu、Al
プラスチック:PMMA、アクリル
直径の測り方 レンジ最小:10mm、最大:200mm
直径の測り方 公差±0.1mm±0.025mm±0.01mm
中心の厚さ 公差±0.1mm±0.05mm±0.01mm
たるみ 公差±0.05mm±0.025mm±0.01mm
最大サグ測定可能最大25mm最大25mm最大25mm
非球面不規則性(PV)3μm1μm<0.06µm
半径許容差±0.3%±0.1%0.01%
センタリング3アークミン1アークミン0.5アークミン
RMS表面粗さ20A°5A°2.5A°
表面品質80-5040-2010-5
仕様3: Wavelength Opto-Electronic 非球面の製造能力
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