Sféry vs.
Jedným z najobľúbenejších tvarov šošoviek na trhu s optikou je stále sféra. Vďaka prepracovanému dizajnu a precíznym výrobným možnostiam bude vysoká.
Geometria, výhody a oblasti použitia sférickej a asférickej optiky
Jedným z najobľúbenejších tvarov šošoviek na trhu s optikou je stále sféra. Vďaka svojmu prepracovanému dizajnu a precíznym možnostiam výroby spĺňa vysoké požiadavky na optickú kvalitu. Medzitým je možné realizovať aj ekonomickú a vysoko presnú výrobu asférov. Používanie asférických šošoviek v moderných systémoch, ako sú lekárske technológie alebo spracovanie laserového materiálu, umožnila iba najnovšia technológia. K dnešnému dňu bola výroba oboch typov šošoviek neustále optimalizovaná pomocou sofistikovanej CNC technológie, inteligentného riadiaceho softvéru a interferometrických meracích techník. Rozdiely medzi guľami a asférami možno nájsť predovšetkým z hľadiska ich geometrie a v dôsledku toho zložitosti ich výroby a merania.
Sférické šošovky
Gule sú rotačne symetrická optika, ktorej tvar zodpovedá rezu sférickej plochy (obr. 1). Polomer zakrivenia má nezmenenú veľkú vzdialenosť od geometrického stredu. To znamená, že opticky efektívnu oblasť je možné opísať jednoducho zadaním parametra, polomeru R. Pretože je tento parameter konštantný po celej ploche, existujú výrobné výhody, pokiaľ ide o náklady, najmä v prípade guľôčok.
Výrobné výhody guľôčok
Pokiaľ ide o výrobné náklady, sféra dosahuje jasné výhody. Dôvodom je ich geometria. Rovnomerný tvar guľového povrchu zaisťuje nekomplikovaný výrobný proces a kratšie výrobné časy, najmä pri malých priemeroch, pretože na jednom nosnom telese sa vyrába súčasne niekoľko optík. To isté platí pre procesy optického riadenia a merania, pretože jednotné, a preto rýchlo generované výsledky možno merať po celom povrchu. Na meranie sférických povrchov sa používajú hmatové meracie metódy (napr. Profilometer alebo 3D súradnicový merací prístroj), ale aj optické meracie metódy ako interferometre a počítačom generované hologramy (CGH). Rovnako ako u iných optík, výber meracieho prístroja si vyžaduje porovnanie úsilia a výhod, aby bolo možné skutočne rozhodnúť, ktorú metódu použiť.
Oblasti použitia pre sféry
Gule sa používajú v najrôznejších oblastiach, napríklad v meracej technike, v kozmickom priemysle (spektrometre zabudované do satelitov) alebo v lekárskej technike (štrbinové žiarovky na vyšetrenie predného segmentu oka). Vďaka kombinácii priaznivých výrobných nákladov, rýchlej doby výroby a vizuálne širokej použiteľnosti sú sféry neoddeliteľnou súčasťou optického trhu a presviedčajú veľmi dobrým pomerom ceny a výkonu.
Optimalizácia aplikácie sférických samostatných šošoviek
V závislosti na tvare sa zhromažďovacie, rozptylové alebo zaostrovacie vlastnosti gule používajú na lom dopadajúceho svetla v požadovanom rozsahu. Napríklad pri zobrazovacích systémoch hrá rozhodujúcu úlohu vysoká kvalita obrazu. To je spojené s nízkymi aberáciami. Okrem toho je možné ho - v závislosti od požiadaviek existujúceho systému - zvýšiť zohľadnením rôznych faktorov. Patrí sem napríklad umiestnenie použitého svetelného zdroja alebo výber efektívnej clony. Kvalitu obrazu je možné vylepšiť aj použitím viacerých sfér, jedná sa však o tvar šošovky a existujúci priestor dostupný v optickom systéme. Výber efektívnej clony môže tiež znížiť sférickú aberáciu. Dôvodom je blokovanie periférne dopadajúcich lúčov. Zvyšujúce sa zakrivenie periférie a následná silnejšia lomenie lúčov podporuje vývoj sférických aberácií bez bránice.