什么是非球面镜片？在光学系统中使用非球面
编辑：瞿英丽-研发总监
发表于：
最后编辑：
非球面镜片，也称为非球面，已成为光学领域的关键参与者，重塑了我们感知和捕捉世界的方式。与传统球面镜片不同，非球面镜片将光学设计的精度和清晰度提升到了一个新的水平。
1. 什么是非球面镜片？
非球面偏离了球体的对称形状。与具有均匀曲率的球面透镜不同，非球面透镜在其表面上具有不同的曲率。
非球面利用先进的数学函数来实现其独特的形状。通过仔细计算不同点的曲率，光学工程师可以针对特定应用优化镜头，减少畸变并提高整体图像质量。
2. 使用非球面镜片的好处
将非球面透镜集成到光学系统中具有诸多优势。首先，非球面透镜能够更有效地校正光学像差，最大限度地减少球面像差，确保成像更清晰、更准确，从而提高系统性能。
非球面还有助于减小光学系统的尺寸和重量，使其在相机和智能手机等紧凑型设备中特别有价值。此外，这些镜头还提高了聚光效率，从而获得更明亮、更生动的图像。
非球面材料还能将强大的功能集成到更小的体积中，从而减少激光系统和成像设备的体积。试想一下，手持式激光扫描仪能够以极高的精度绘制整栋建筑物的地图，微型内窥镜能够在人体内狭小的空间内自由穿梭，这一切都得益于非球面材料的紧凑设计。非球面材料背后的科学原理为摄影、天文、激光应用以及医学成像等领域开启了无限可能。
3. 非球面镜片在各行业的应用
3.1 医学影像
非球面透镜的应用遍及各个行业，充分展现了其多功能性。在医学领域，它们在内窥镜和医学成像设备中发挥着至关重要的作用，为临床医生提供更清晰的诊断图像。
3.2 望远镜
天文学家受益于望远镜中非球面的精度，可以进行详细的观测。此外，这些镜头是高性能相机开发中不可或缺的一部分，可确保专业摄影师以无与伦比的清晰度捕捉瞬间。
3.3 激光应用
非球面激光器可以将激光束聚焦成超精确、超细的线条，非常适合激光切割复杂图案或焊接微型元件。想象一下，手术机器人使用非球面激光器进行精细的微创手术，或者激光打印机以惊人的细节雕刻出艺术杰作。
直径公差： ±0.01mm
厚度公差： ±0.01mm
焦距公差： ±1％
集中化: < 1 弧分
通光孔径： > 90％
不规则性 P-V： <0.15μm
表面质量： 40 / 20 60 / 40
增透膜： 每表面 R<0.2% @ 1030-1090nm
材料： 熔融石英、Suprasil 313、Corning 7980、Si、Ge、ZnS、ZnSe、硫族化物
涂层： 根据要求
规格一： Wavelength Opto-Electronic 激光非球面透镜
| 型号 | 波长（nm） | EFL (毫米) | 直径（毫米） | 材料 | ET (毫米) | CT (毫米) | BFL (毫米) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| LFAS-35-40-ET5.43 *新* | 1075 | 40.0 | 35.0 | Fused Silica | 5.43 | 13.6 | 30.6 |
| LFAS-35-50-ET3.82 *新* | 1075 | 50.0 | 35.0 | Fused Silica | 3.82 | 10.2 | 42.2 |
| LFAS-1.5-100-ET4 | 1064 | 100.0 | 38.1 | Fused Silica | 4.00 | – | 95.2 |
| LFAS-1.5-125-ET4 | 1064 | 125.0 | 38.1 | Fused Silica | 4.00 | – | 120.7 |
| LFAS-1.5-150-ET4 | 1064 | 150.0 | 38.1 | Fused Silica | 4.00 | – | 146.0 |
| LFAS-1.5-200-ET4 | 1064 | 200.0 | 38.1 | Fused Silica | 4.00 | – | 196.4 |
| LSIA-25-12.5 | 未涂布 | 12.5 | 25.0 | 硅 | – | – | – |
| LSIA-25-25 | 未涂布 | 25.0 | 25.0 | 硅 | – | – | – |
| LSIA-25-50 | 未涂布 | 50.0 | 25.0 | 硅 | – | – | – |
| LZA-25.4-12.7 | 未涂布 | 12.7 | 25.4 | 硒化锌 | – | – | – |
| LZA-25.4-25.4 | 未涂布 | 25.4 | 25.4 | 硒化锌 | – | – | – |
| LZA-25.4-50.8 | 未涂布 | 50.8 | 25.4 | 硒化锌 | – | – | – |
表1： Wavelength Opto-Electronic 激光非球面透镜
Wavelength Opto-Electronic 提供 模压玻璃非球面镜片 多种焦距。这些无限共轭非球面透镜可用于准直激光二极管或其他点源。作为激光二极管准直器，这些模制非球面设计用于产生具有低波前误差的准直单模光束。
| 零件编号 | EFL (毫米) | NA | 外径（mm） | WD (毫米) | 设计WL（纳米） | 材料 | 增透膜 *(-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 |
表2： Wavelength Opto-Electronic 模压玻璃非球面镜片
我们的精密模制非球面镜片采用长寿命模具复制而成，具有高度一致的性能。复制玻璃非球面成型工艺非常适合制造高性能且高性价比的镜片。
每个模制非球面透镜均镀有增透膜，以减少光源反射并提高传输效率。 多层宽带增透膜涵盖三个波长范围：“A”（400-700nm）、“B”（650-1100nm）和“C”（1050-1700nm）。
- 准直或聚焦激光
- 激光二极管和光纤模块的理想选择
- 高数值孔径可捕捉完整的 LD 快轴
- 提供多种焦距
3.4消费电子产品
非球面 也用于 消费类电子产品 如 手机摄像头 和 用于自动驾驶汽车的激光雷达. Wavelength Opto-Electronic 制造玻璃或塑料材料的模制非球面。
| 规格 | 平台精度 | 超精密 |
| 直径 | 1-25mm | 1-20mm |
| 日 公差 | ±0.015mm | ±0.005mm |
| 厚度公差 | ±0.03mm | ±0.005mm |
| 不规则 (PV) | 1μm | 0.6μm |
| 不规则度(RMS) | 0.3μm | 0.08-0.15μm |
| 对中误差 | 1“ | |
| 表面质量 | 40-20 | 20-10 |
| 涂料 | 可订制 | 可订制 |
4. 寻找可靠的非球面供应商？
虽然非球面透镜具有显着的优点，但它们的设计和生产提出了独特的挑战。 Wavelength Opto-Electronic 具有 精密制造工艺 实现非球面设计所需的复杂形状。我们最先进的设施，包括数控加工和金刚石车削，促进了高质量非球面的生产，推动了光学行业的创新。
| 公差 | 标准版 | 平台精度 | 高精准度 |
| 材料种类 | 玻璃：BK7、熔融石英、氟化物 | ||
| 晶体：ZnSe、ZnS、Ge、GaAs、CaF2、BaF2、MgF2、Si、硫属化物 | |||
| 金属：铜、铝 | |||
| 塑料：PMMA、亚克力 | |||
| 直径 范围 | 最小：10 毫米，最大：200 毫米 | ||
| 直径 公差 | ±0.1mm | ±0.025mm | ±0.01mm |
| 中心厚度 公差 | ±0.1mm | ±0.05mm | ±0.01mm |
| 下垂 公差 | ±0.05mm | ±0.025mm | ±0.01mm |
| 最大下垂可测量 | 25 毫米最大 | 25 毫米最大 | 25 毫米最大 |
| 非球面不规则度 (PV) | 3μm | 1μm | <0.06μm |
| 半径公差 | ±0.3％ | ±0.1％ | 0.01% |
| 对中 | 3弧分 | 1弧分 | 0.5弧分 |
| RMS 表面粗糙度 | 20° | 5° | 2.5° |
| 表面质量 | 80-50 | 40-20 | 10-5 |
