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レーザーコリメーティング及びフレネルレンズにおける表面図形精度の理解

赤外線センシングと照明用のフレネルレンズは、安定した予測可能な光学性能を実現するための鍵であり、表面形状の精度という微妙で決定的なパラメーターにあります。

レーザーコリメーティング及びフレネルレンズにおける表面図形精度の理解

イントロダクション

精密光学では、あらゆるミクロンが重要です。設計するかどうか
laser collimating lens for high-energy beam shaping or a Fresnel lens for infrared sensing and illumination, the key to achieving stable and predictable optical performance lies in one subtle yet decisive parameter — surface figure accuracy.

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サーフェスフィギュアの精度とは何ですか?

表面図の精度
製造された光学面がその理想的な理論にどの程度近いかを説明しますshape.Itは、レンズと相互作用した後に光がどのように移動し、焦点を合わせ、発散するかに直接影響します。

  • レーザーコリメートレンズ用
    曲率のわずかなずれでも、ビームの平行性が失われ、スポットの拡大や距離にわたるエネルギードリフトを引き起こす可能性があります。

  • フレネルレンズ用
    過度の図形誤差は、設計された焦点パターンを歪め、検出感度が低下したり、照明が不均一になる可能性があります。

表面形状の精度は通常、次のように表されます。

  • L/4へのL/10
    イメージングおよびコリメーション光学のための(光学波長の用語で)。

  • ミクロンレベルの公差
    PIRフレネルレンズのような非イメージング光学系に対して。


レーザーコリメートレンズ:精度が性能を定義する場所

A
laser collimating lens converts divergent light from a point or fiber source into a parallel beam.This process requires perfect control of:

  • 曲率半径
    均一なビーム拡散を確保する。

  • 表面の形状
    波面が平面に保たれるようにする。

でも
50-nm deviation in surface figure can introduce measurable wavefront aberration — unacceptable in fiber-coupling or laser measurement systems.


Aubor, polymer lenses are manufactured with sub-micron surface form accuracy using single-point diamond turning (SPDT) and precision injection molding, ensuring every optical surface maintains excellent consistency across production batches.


フレネルレンズ:コスト・機能・形状のバランス

伝統的なイメージングレンズとは異なり、
Fresnel lenses achieve light focusing through a series of concentric grooves, significantly reducing thickness and cost.However, this design amplifies the importance of groove precision and surface figure uniformity:

  • 数字の偏差が大きすぎる
    焦点の角度が変わり、検出用のブラインドゾーンが現れます。

  • 表面が粗すぎる
    赤外線透過率が低下し、信号感度が低下します。

著者のPIRフレネルレンズは、溝の高さの誤差を維持します。
±10 μm and use high-transmission optical polymers to preserve signal integrity even at 12 m ceiling-mounted detection distances.


サーフェスフィギュアがレーザーとフレネルデザインをどのように結びつけるか

2つのレンズタイプは異なる目的を果たしますが、共通の基盤を共有しています。
controlling light propagation through precise surface geometry.

パラメータ
レーザーコリメートレンズ
フレネルレンズ
機能する
ビームコリメーション/フォーカシング
赤外線フォーカス/検出
表面図の公差
λ/10またはよりよい
典型的な2172 8 40 3200210μm
マテリアル
光学グレードのPMMA/COC/PC
IRを送信するPMMA/HDPE
プロセス
SPDT+超精密モールディング
精密な射出成形
主要パフォーマンス指標
波面エラー
検出の均等性

きついほど
surface figure, the more predictable the optical path.In both applications, it determines whether a system performs as designed — whether a laser beam remains crisp at 10 m, or an infrared sensor detects motion precisely at 12 m height.

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表面精度の達成をお手伝いします


Aubor Optoelectronics, surface figure control isn’t a single process — it’s a system:

  1. 設計シミュレーション
    波面感度を予測するためのCODE VとLightToolsによる光学モデリング。

  2. SPDTモールドの製造
    マスターツール上のナノメトリック形状精度。

  3. インジェクション成形の最適化
    リアルタイムでキャビティの温度と圧力を制御し、変形を最小限に抑えます。

  4. インターフェロメトリー検査
    コーティングする前に、各表面が図形公差を満たしていることを確認してください。

このワークフローを通じて、著者は珍しい組み合わせを実現します
mass-production efficiency and precision-optics-level accuracy — enabling polymer lenses to enter domains once dominated by glass.


結論として

レーザービームのきれいな平行性であれフレネルアレイの信頼できる赤外線キャプチャであれ
surface figure accuracy is the invisible boundary between a functional lens and a truly engineered optical component.

著者の精密ポリマー光学
可能性を再定義する-ガラスに限られていた性能を、次世代のセンサーやレーザーシステムが要求する柔軟性と拡張性で提供すること。

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