비구면이란 무엇입니까? 광학 시스템에서 비구면 활용
편집자: Qu Yingli – R&D 이사
에 게시 :
마지막 편집 :
비구면이라고도 알려진 비구면 렌즈는 광학 분야의 핵심 요소로 등장하여 우리가 세상을 인식하고 포착하는 방식을 바꾸고 있습니다. 기존 구면 렌즈와 달리 비구면 렌즈는 광학 설계에 새로운 수준의 정밀도와 선명도를 제공합니다.
1. 비구면렌즈란 무엇입니까?
비구면은 구의 대칭적인 모양에서 벗어납니다. 균일한 곡률을 갖는 구면 렌즈와 달리 비구면 렌즈는 표면 전체에 걸쳐 다양한 곡률을 자랑합니다.
비구면 렌즈는 고급 수학적 기능을 활용하여 고유한 모양을 구현합니다. 다양한 지점의 곡률을 신중하게 계산함으로써 광학 엔지니어는 특정 용도에 맞게 렌즈를 최적화하고 왜곡을 줄이고 전반적인 이미지 품질을 향상시킬 수 있습니다.
2. 비구면 렌즈 사용의 이점
광학 시스템 에 비구면 렌즈를 적용하면 여러 가지 이점이 있습니다. 무엇보다도 비구면 렌즈는 광학 수차를 더욱 효율적으로 보정하여 구면 수차를 최소화하고 더욱 선명하고 정확한 이미지를 구현함으로써 성능을 향상시킵니다.
비구면 렌즈는 또한 광학 시스템의 크기와 무게를 줄이는 데 기여하여 카메라, 스마트폰과 같은 소형 장치에서 특히 유용합니다. 또한 이 렌즈는 집광 효율을 향상시켜 더 밝고 생생한 이미지를 제공합니다.
비구면 렌즈는 강력한 성능을 더 작은 크기에 담아 레이저 시스템과 영상 장치의 부피를 줄여줍니다. 예를 들어, 휴대용 레이저 스캐너로 건물 전체를 정밀하게 매핑하거나, 초소형 내시경으로 인체 내부의 좁은 공간을 탐색하는 것이 가능합니다. 이 모든 것은 비구면 렌즈의 놀라운 소형화 기술 덕분입니다. 비구면 렌즈의 과학적 원리는 사진, 천문학, 레이저 응용 분야부터 의료 영상 에 이르기까지 다양한 분야에서 무궁무진한 가능성을 열어줍니다.
3. 산업 전반에 걸친 비구면 애플리케이션
3.1 의료 영상
비구면 렌즈는 다양한 산업 분야에서 활용되며 그 다재다능함을 보여줍니다. 의학 분야에서는 내시경 및 의료 영상 장비 에 중요한 역할을 하며 , 의료진에게 더욱 선명한 진단 영상을 제공합니다.
3.2 망원경
천문학자들은 망원경의 비구면 정밀도로 인해 자세한 관찰이 가능해집니다. 또한, 렌즈는 고성능 카메라 개발에 필수적이므로 전문 사진 작가가 비교할 수 없는 선명도로 순간을 포착할 수 있습니다.
3.3 레이저 응용
비구면 렌즈는 레이저 빔을 매우 정밀하고 얇은 선으로 집속할 수 있어 복잡한 디자인을 레이저로 절단 하거나 미세 부품을 용접하는 데 적합합니다 . 비구면 렌즈로 유도되는 레이저를 사용하는 수술 로봇이 섬세하고 최소 침습적인 수술을 진행하거나, 레이저 프린터가 놀라운 디테일로 걸작을 새겨 넣는 모습을 상상해 보세요.
직경 공차 : ± 0.01mm
두께 공차 : ± 0.01mm
초점 거리 공차 : ± 1의 %
중심: < 1각 분
명확한 조리개 : > 90 %
불규칙성 PV: 0.15µm 미만
표면 품질 : 40 / 20 60 / 40
AR 코팅 : 표면당 R<0.2% @ 1030-1090nm
자료: 용융 실리카, Suprasil 313, Corning 7980, Si, Ge, ZnS, ZnSe, 칼코게나이드
코팅: 요구 사항에 따라
사양 1: Wavelength Opto-Electronic 레이저 비구면 렌즈
| 부품 번호 | 파장 (nm) | EFL(mm) | 직경 (mm) | 자재 | 동부 표준시(mm) | CT(mm) | BFL(mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LFAS-35-40-ET5.43 * NEW * | 1075 | 40.0 | 35.0 | 융합 실리카 | 5.43 | 13.6 | 30.6 |
| LFAS-35-50-ET3.82 * NEW * | 1075 | 50.0 | 35.0 | 융합 실리카 | 3.82 | 10.2 | 42.2 |
| LFAS-1.5-100-ET4 | 1064 | 100.0 | 38.1 | 융합 실리카 | 4.00 | - | 95.2 |
| LFAS-1.5-125-ET4 | 1064 | 125.0 | 38.1 | 융합 실리카 | 4.00 | - | 120.7 |
| LFAS-1.5-150-ET4 | 1064 | 150.0 | 38.1 | 융합 실리카 | 4.00 | - | 146.0 |
| LFAS-1.5-200-ET4 | 1064 | 200.0 | 38.1 | 융합 실리카 | 4.00 | - | 196.4 |
| LSIA-25-12.5 | 코팅되지 않은 | 12.5 | 25.0 | 규소 | - | - | - |
| LSIA-25-25 | 코팅되지 않은 | 25.0 | 25.0 | 규소 | - | - | - |
| LSIA-25-50 | 코팅되지 않은 | 50.0 | 25.0 | 규소 | - | - | - |
| LZA-25.4-12.7 | 코팅되지 않은 | 12.7 | 25.4 | 아연 셀레나이드 | - | - | - |
| LZA-25.4-25.4 | 코팅되지 않은 | 25.4 | 25.4 | 아연 셀레나이드 | - | - | - |
| LZA-25.4-50.8 | 코팅되지 않은 | 50.8 | 25.4 | 아연 셀레나이드 | - | - | - |
표 1 : Wavelength Opto-Electronic 레이저 비구면 렌즈
Wavelength Opto-Electronic 이벤트 성형 유리 비구면 렌즈 다양한 초점 거리에서. 이러한 무한 공액 비구면 렌즈는 레이저 다이오드나 기타 점 광원을 시준하는 데 사용할 수 있습니다. 레이저 다이오드 콜리메이터로서 이러한 성형 비구면은 낮은 파면 오류로 시준된 단일 모드 빔을 생성하도록 설계되었습니다.
| 부품 번호 | EFL(mm) | NA | OD (mm) | WD(mm) | 설계 WL(nm) | 자재 | AR 코팅 *(-A,-B, -C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LMAS-3.0-2.0 | 2.00 | 0.50 | 3.00 | 1.09 | 780 | D-ZK3 | A, B, C |
| LMAS-4.5-2.75 | 2.75 | 0.64 | 4.50 | 1.50 | 830 | D-ZLAF52LA | A, B, C |
| LMAS-6.32-4.02 | 4.02 | 0.60 | 6.33 | 2.41 | 408 | D-LAK6 | A, B, C |
| LMAS-6.35-6.43 | 6.43 | 0.43 | 6.35 | 4.70 | 830 | D-ZK2N | A, B, C |
| LMAS-9.94-8.0 | 8.00 | 0.50 | 9.94 | 5.90 | 780 | D-ZK3 | A, B, C |
| LMAS-8.0-11.18 | 11.18 | 0.31 | 8.00 | 9.69 | 635 | D-ZK2N | A, B, C |
| LMAS-6.32-13.85 | 13.85 | 0.18 | 6.33 | 12.10 | 650 | D-ZK3 | A, B, C |
| LMAS-8.0-22.58 | 22.58 | 0.15 | 8.00 | 21.25 | 532 | D-ZK2N | A, B, C |
표 2 : Wavelength Opto-Electronic 성형 유리 비구면
당사의 정밀 성형 비구면은 매우 일관된 성능을 위해 수명이 긴 금형에서 복제되었습니다. 복제된 유리 비구면 성형 공정은 고성능이면서도 비용 효율적인 렌즈를 만드는 데 적합합니다.
성형된 각 비구면 렌즈는 AR 코팅 처리되어 광원에 대한 반사를 줄이고 전송 효율을 높입니다. 다층 광대역 AR 코팅은 "A"(400-700nm), "B"(650-1100nm) 및 "C"(1050-1700nm)의 세 가지 파장 범위에 걸쳐 사용할 수 있습니다.
- 레이저 빛을 시준하거나 초점을 맞춥니다.
- 레이저 다이오드 및 파이버 모듈에 이상적
- 전체 LD 고속 축을 캡처하는 High-NA
- 다양한 초점 거리 제공
3.4 가전
비구면 또한 사용됩니다 가전 제품 등 전화 카메라 자율주행차용 LiDAR. Wavelength Opto-Electronic 유리나 플라스틱 재료로 성형된 비구면을 제조합니다.
| 기술 사양 | 정밀성 | 초정밀 |
| 지름 | 1-25mm | 1-20mm |
| 디아 관용 | ± 0.015mm | ± 0.005mm |
| 두께 공차 | ± 0.03mm | ± 0.005mm |
| 불규칙성(PV) | 1μm | 0.6μm |
| 불규칙성(RMS) | 0.3μm | 0.08-0.15μm |
| 센터링 오류 | 1 ' | |
| 표면 품질 | 40-20 | 20-10 |
| 코팅 | 맞춤형 | 맞춤형 |
4. 믿을 수 있는 비구면 공급업체를 찾고 계십니까?
비구면 렌즈는 놀라운 이점을 제공하지만 디자인과 생산에는 독특한 과제가 있습니다. Wavelength Opto-Electronic 이 정밀 제조 공정 비구면 디자인이 요구하는 복잡한 형상을 구현하는 데 필요합니다. CNC 가공, 다이아몬드 선삭 등 당사의 최첨단 시설은 고품질 비구면 생산을 촉진하여 광학 산업의 혁신을 주도해 왔습니다.
| 관용 | Standard | 정밀성 | 높은 정밀도 |
| 소스 | 유리: BK7, 용융 실리카, 불화물 | ||
| 결정: ZnSe, ZnS, Ge, GaAs, CaF2, BaF2, MgF2, Si, 칼코겐화물 | |||
| 금속: Cu, Al | |||
| 플라스틱: PMMA, 아크릴 | |||
| 지름 범위 | 최소: 10mm, 최대: 200mm | ||
| 지름 관용 | ± 0.1mm | ± 0.025mm | ± 0.01mm |
| 중심 두께 관용 | ± 0.1mm | ± 0.05mm | ± 0.01mm |
| 처짐 관용 | ± 0.05mm | ± 0.025mm | ± 0.01mm |
| 최대 처짐 측정 가능 | 최대 25mm | 최대 25mm | 최대 25mm |
| 비구면 불규칙성(PV) | 3μm | 1μm | 0.06µm 미만 |
| 반경 공차 | ± 0.3의 % | ± 0.1의 % | 0.01% |
| 중심 | 3아르민 | 1아르민 | 0.5아르민 |
| RMS 표면 거칠기 | 20A° | 5A° | 2.5A° |
| 표면 품질 | 80-50 | 40-20 | 10-5 |
