Hochpräzise asphärische Glaslinse durch Formen

Der bemerkenswerteste Vorteil asphärischer Linsen ist ihre Fähigkeit, sphärische Aberration zu korrigieren, einen optischen Effekt, der dazu führt, dass einfallende Lichtstrahlen bei der Bilderzeugung auf verschiedene Punkte fokussiert werden, wodurch eine Unschärfe entsteht. Sphärische Aberration tritt häufig bei sphärischen Linsen wie plankonvexen oder doppelkonvexen Linsenformen auf. Asphärische Linsen fokussieren das Licht jedoch auf einen kleinen Punkt, wodurch vergleichsweise keine Unschärfe entsteht und die Bildqualität verbessert wird. Die sphärische Aberration liegt in der Grundform einer sphärischen Oberfläche begründet und ist unabhängig von Ausrichtungs- oder Herstellungsfehlern. Mit anderen Worten: Eine perfekt entworfene und hergestellte sphärische Linse weist immer noch von Natur aus eine sphärische Aberration auf. Eine asphärische Linse kann so konstruiert werden, dass die Aberration minimiert wird, indem die konische Konstante und die asphärischen Koeffizienten der gekrümmten Oberfläche der Linse angepasst werden. Abbildung 1 zeigt eine sphärische Linse mit erheblicher sphärischer Aberration im Vergleich zu einer asphärischen Linse praktisch ohne sphärische Aberration.

Beim Präzisionsglasformen handelt es sich um eine Fertigungstechnik, bei der optische Glaskerne auf hohe Temperaturen erhitzt werden, bis die Oberfläche formbar genug wird, um in eine asphärische Form gepresst zu werden (siehe Abbildung 4). Nachdem die Kerne auf Raumtemperatur abgekühlt sind, behalten die resultierenden Linsen die Form der Form. Die Herstellung der Form ist mit hohen anfänglichen Anlaufkosten verbunden, da die Form präzise aus einem sehr haltbaren Material gefertigt sein muss, das eine glatte Oberfläche beibehalten kann, während die Formgeometrie jegliche Schrumpfung des Glases berücksichtigen muss, um die gewünschte asphärische Form zu erhalten. Sobald die Form jedoch fertig ist, sind die Zusatzkosten für jede Linse geringer als bei Standard-Herstellungstechniken für Asphären, was diese Technik zu einer großartigen Option für die Massenproduktion macht.