球面透镜的精度公差

爱特蒙特光学^®改进了TECHSPEC^®球面透镜的各种标准公差。这些改进使得装配变得更加容易，可以减少复杂的组装过程，如主动准直。这些改进提高了性能，并使我们的透镜更容易集成到OEM应用中。我们对日本，新加坡和美国这几个世界级球面镜制造工厂的工艺进行了改进，使得这些精密规格得以实现。EO每年可以生产数百万个透镜。改进的规格包括：

直径公差： 所有的TECHSPEC^®球面透镜，无论大小，现在的直径公差均为+ 0.000 / -0.025mm。使直径公差保持在25μm以内，可以确保透镜能被精确地安装在镜筒组件中，使得透镜的光轴与机械轴保持准直。

直径公差是安装光学元件时必须考虑的关键性机械公差。与公称直径的偏差可能会使透镜无法准确地装配在安装夹具中，导致光学组件内产生偏心或倾斜。下图显示由于直径误差而未牢固固定在镜筒内的透镜：

图1: 直径误差的影响

中心度： 对于所有焦距> 10mm的TECHSPEC^®单透镜，现在的中心度均<1arc。光轴的精确对准可以确保透镜适用于高标准的成像应用。在光学装配中，结合上述精密直径公差，这种楔角的减少实现了图像偏移的最小化。下图显示了由中心误差引起的图像跳动：

图2: 中心误差的影响

表面质量： 所有的TECHSPEC^®球面透镜，无论大小，现在的表面质量均为40-20。这种精密的定制化产品规格可以确保镜头适用于高标准的激光系统。光学表面上即使是轻微的划痕或坑点也可能引起散射光，这在激光应用中是有害的。

表面质量也会影响透镜的激光损伤阈值。表面质量差的透镜在中等激光功率或能量下可能无法正常工作。透镜中的划痕和坑点可能导致激光发散，破坏镀膜。下图显示了激光损坏镀膜的情况：

Figure 3: Coating Destroyed from a 73.3 J/cm2 Laser

图3: 被73.3J/cm²激光损坏的镀膜

爱特蒙特光学可以实现40-20标准表面质量，以及耐用的增透膜。根据波长，我们的标准TECHSPEC^®透镜可用于能量高达约7J/cm²的激光中。查看我们的应用文章-增透膜（AR），了解有关标准宽带增透膜能量限制的完整列表。

球面镜片制造规格
	商业级	精密级	高精密级
直径范围	4 – 200mm	4 – 200mm	4 – 200mm
直径公差	+0/-0.100mm	+0/-0.025mm	+0/-0.010mm
中心厚度公差	±0.100mm	±0.050mm	±0.010mm
表面凹陷	±0.050mm	±0.025mm	±0.010mm
通光孔径	80%	90%	90%
曲率	±0.3%	±0.1%	Fix to Test Plate
Power值(P-V)	3.0λ	1.5λ	λ/2
不规则度(P-V)	1.0λ	λ/4	λ/20
中心度(光束偏移)	3 arcmin	1 arcmin	0.5 arcmin
倒角(面宽@45°)	<1.0mm	<0.5mm	<0.25mm
表面质量(划痕点坑)	80-50	40-20	10-5

应用实例

成像镜头

由于光轴进行了精确准直，我们的透镜非常适用于高标准的成像应用。例如，下图显示如何采用更精确的中心公差使得成像镜头实现更高的分辨率。在这种情况下，如果偏心<1弧分，成像透镜可以在20％的对比度下达到约128 lp/mm的分辨率。然而，当2个透镜没有精确准直，偏心<6弧分时，成像透镜在20％的对比度下只能达到约86 lp/mm的分辨率。

所以，通过对单个透镜元件的直径和中心实行更严格的公差，而不是在装配过程中依靠复杂且昂贵的准直过程来产生更好的成像性能，我们能够将分辨率提高约50％。减少复杂的装配过程（如主动准直）可节省应用或装配所需的时间和费用。