الاحتياطات لاستخدام Aspheric

الاستخدام الصحيح للأسطح غير الكروي أمر بالغ الأهمية ، بما في ذلك القرارات التي يتم اتخاذها على السطح اللاسفري وما إذا كان سيتم استخدام أقسام مخروطية أو ترتيب أعلى في الغلاف الجوي. تشمل المقاطع المخروطية أسطح مكافئ ، طولي ، وإهليلجي. تمثل الشروط الأعلى للسطح شبه الكروي انحرافات عن قسم مخروطي وتتناسب مع r⁴، ص⁶، ص⁸، إلخ ، حيث r هو الإحداثي الشعاعي عمودي على المحور البصري.

في الشكل 1 ، يظهر الجزء العلوي تبلد سطح شبه كروي مقارنة بسطح قمة الرأس وتبلد سطح شبه كروي مقارنة بأفضل كرة مناسبة. يوضح الجزء السفلي من الشكل 1 مسافات طبيعية محددة من المحور البصري. من الشكل 1 ، يمكننا النظر في أي أسطح في النظام البصري يجب تصميمها على أنها غير كروية وما الشكل الذي يجب أن تأخذه هذه الأسطح غير الكروية.

للبدء ، حساب منحنى فرق المسار البصري (أوبد) لنظام بصري كروي فيرتكس. سطح شبه كروي من الصينمصنعي العدسات الأوسفيريمكن بعد ذلك تصميمها لتتناسب مع الشكل الأساسي لهذه البيانات. على سبيل المثال ، إذا كانت مؤامرة OPD على المحور تشبه مصطلح r ^ 6 لأفضل كرة مناسبة ، قد يكون من المفيد ضبط معامل المدى r ^ 6 للسطح بالقرب من محطة الفتحة. إذا زاد أو انخفض خارج المحور بشكل حاد عند حافة التلميذ ، فقد يكون تعديل واحد أو اثنين من الشروط الأعلى على سطح بعيد عن التوقف مفيدًا.

بعض الاعتبارات للأسطح غير الكروي هي كما يلي:

يمكن استخدام المقاطع المخروطية لتصحيح الانحرافات الكروية من الترتيب الثالث وغيرها من الانحرافات ذات الترتيب الأدنى.

إذا كان السطح مستويًا تقريبًا ، فاستخدم مصطلحات متعددة الحدود ومصطلحات ذات ترتيب أعلى بدلاً من الثابت المخروطي.

إذا كان السطح منحنيًا قليلاً على الأقل ، فيمكن استخدام مصطلح ثابت مخروطي ، إلى جانب مصطلحات أعلى مرتبة إذا لزم الأمر.

من الأفضل عدم استخدام الثابت المخروطي ومصطلح r ^ 4 في وقت واحد ، لأنهما متشابهان رياضياً للغاية ؛ المصطلح الأول في توسيع القسم المخروطي هو عبارة r ^ 4. في حين يمكن استخدام كلاهما على سطح ، فإن عملية التحسين غالبًا ما تستخدم أحدهما وتتجاهل الآخر ، مما يؤدي إلى معاملات كبيرة زائفة ، مما يضر بالتقارب الأمثل.

ابدأ بمصطلحات أقل طلبية عند استخدام aspheric والتقدم إلى شروط طلب أعلى حسب الحاجة. استخدام أقسام مخروطية يجعل الاختبار أسهل. يمكن الحكم على الحاجة إلى شروط إضافية بناءً على خصائص OPD.

استخدام عدد كبير من الأوسفير ، خاصة ذات الترتيب العالي ، أمر معقد لأنها تتفاعل مع بعضها البعض. وهذا يعني أنه عندما يأخذ سطح واحد شكل أو شكل شبه كروي معين ، قد تزيد كروية له ، ولكن قد يتم مواجهة تأثيره من قبل الأسطح المجاورة. على سبيل المثال ، إذا انحرف واحد من اثنين من الأسطح غير الكروية المتمركزة بدقة بشكل كبير عن كرة ، فمن المرجح أن يقاوم السطح غير الكروي المجاور هذا التأثير. على الرغم من أن العدسة قد تكون نظريًا ممتازة ، إلا أن تصنيع سطحين غير كروي دقيقين للغاية يعد مهمة صعبة ومكلفة وربما غير ضرورية.

إن أمكن ، قم أولاً بتحسين التصميم باستخدام الأسطح الكروية ، ثم استخدم الثابت المخروطي و/أو المعاملات اللاكروية في مرحلة التحسين النهائية. وهذا يساعد على الحفاظ على عدم الكروية عند مستوى يمكن التحكم فيه أكثر.

يجدر التأكيد على أن الكريات التي تعتمد على سلسلة متعددة الحدود ذات الطاقة المستوية تستخدم على نطاق واسع بسبب تعبيراتها البسيطة. في التصميم البصري العملي ، لتحقيق المزيد من حرية التصميم ، يمكن إضافة المزيد من المصطلحات إلى توسيع متعدد الحدود وتحسينه. من حيث المبدأ ، طالما أن عدد المصطلحات متعددة الحدود كافٍ ، فإن هذا التعبير يمكن أن يقترب من أي سطح غير كروي متناظر دوريًا إلى أي دقة مطلوبة. ومع ذلك ، بما أن المصطلحات المتعددة الحدود الإضافية ليس لها أهمية مادية وليست متعددة الحدود متعامدة ، فإن المعاملات غالبًا ما تكون غير مستقرة عدديًا أثناء التحسين ، وغالبًا ما تكون بالتناوب في الإشارة. بالنسبة للكروية القائمة على سلسلة متعددة الحدود ذات الطاقة المتزنة ، قد يتوافق شكل السطح اللاسفري نفسه مع عدة مجموعات من المعاملات ذات القيم والعلامات المختلفة ، وبالتالي يمثل الشكل اللاسفري المطلوب من خلال الإلغاء المتبادل للمعاملات. يمكن أن يؤدي هذا الإلغاء المتبادل لمعاملات متعددة الحدود الإضافية إلى انخفاض كفاءة التصميم ، مما يجعل من الصعب على المصممين التحكم في الشكل غير الكروي عن طريق تعديل المعاملات مباشرة. كما أنه يزيد من احتمال حدوث أخطاء التقريب في المعاملات ، مما يقلل من كفاءة التصنيع والقياس.