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技術(shù)文章

使用柱面透鏡時的注意事項

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大多數(shù)情況下,柱面透鏡由圓柱形玻璃制成,其中柱面透鏡的圓柱面是經(jīng)過精密處理的(彎曲)光學(xué)表面。 典型的柱面透鏡具有一個柱面和一個平面,增加了制造和測試的靈活性。 與球面透鏡非常相似,圓柱面受表面精度的影響,在精拋光后會進(jìn)行進(jìn)一步的處理。 表面精度由表面不規(guī)則度和表面質(zhì)量決定,這兩種規(guī)格與球面透鏡相同。 而與球面透鏡不同的是,由于柱面透鏡擁有*的幾何結(jié)構(gòu),因此還具有其他的規(guī)格,包括準(zhǔn)線和母線(圖1)。 這些軸線用于定義平面之間的角度。這些規(guī)格要具體問題具體分析。

圖 1: 柱面透鏡的母線和準(zhǔn)線。

 

以下規(guī)格需根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用進(jìn)行具體分析:

準(zhǔn)線楔角(偏心)

當(dāng)準(zhǔn)線不垂直于透鏡的厚度時,會產(chǎn)生準(zhǔn)線楔角。 類似于球面光學(xué)件中的球面偏心,準(zhǔn)線楔角是實際光軸的位移。如柱面透鏡存在準(zhǔn)線楔角,則系統(tǒng)中可能會產(chǎn)生以下機(jī)械誤差和光學(xué)像差,包括:

焦平面兩端的線厚不均勻

準(zhǔn)線上的光束偏差

圖 2: 柱面透鏡的準(zhǔn)線。

 

母線楔角

當(dāng)母線不垂直于透鏡的厚度時,會產(chǎn)生母線楔角。 該楔角會使光束產(chǎn)生角偏移,會顯著增加系統(tǒng)的指向誤差。如柱面透鏡存在母線楔角,則系統(tǒng)中可能會產(chǎn)生以下機(jī)械誤差和光學(xué)像差,包括:

焦平面兩端的線厚不均勻

母線上的光束偏差

聚焦平面傾斜

圖 3: 柱面透鏡的母線。

 

軸向扭曲

當(dāng)母線不平行于透鏡的光學(xué)平面時,會產(chǎn)生軸向扭曲。 軸向扭曲表示柱面透鏡的柱面相對于外形尺寸發(fā)生了旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)您通過外形尺寸對矩形元件進(jìn)行固定時,軸向扭曲對于您的應(yīng)用來說是非常不利的。 如柱面透鏡存在軸向扭曲,則系統(tǒng)中可能會產(chǎn)生以下光學(xué)像差:

圖像圍繞光軸旋轉(zhuǎn)。

圖 4: 柱面透鏡的軸向扭曲。

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