Видео: Линзы цилиндрические

В этом видео представлен обзор цилиндрических линз — оптических элементов с цилиндрической рабочей поверхностью, предназначенных для управления световым и лазерным пучком в одной плоскости. В отличие от сферической линзы, которая собирает или рассеивает излучение одновременно по двум осям, цилиндрическая линза изменяет форму пучка только по одной оси: она способна сфокусировать свет в узкую линию, сформировать световую полосу либо скорректировать расходимость излучения.

ООО «ГК „Кварц-Пром“» производит цилиндрические линзы из оптического и кварцевого стекла, а также из специальных оптических материалов. Изделия изготавливаются по чертежам, эскизам и техническим заданиям заказчика — с подбором материала, радиуса рабочей поверхности, размеров, допусков, класса чистоты и просветляющего покрытия.

Конструкция и принцип работы

Цилиндрическая линза имеет одну или две поверхности с цилиндрической кривизной. Она не формирует точечный фокус, как классическая сферическая оптика: свет, проходящий через линзу, собирается либо рассеивается в одном направлении, образуя фокальную линию.

Такое свойство особенно важно, когда требуется изменить форму круглого лазерного пучка, получить равномерную линию освещения или выполнить коррекцию оптической системы только по одной координате. Рабочая цилиндрическая поверхность обрабатывается до заданного радиуса кривизны, а её образующая ориентируется относительно базовых граней детали в соответствии с чертежом.

По оптическому действию различают два основных типа изделий:

• Положительные цилиндрические линзы собирают излучение в линию. Их используют для создания лазерной линии, фокусировки света на щели прибора, подсветки протяжённых зон и сопряжения оптических компонентов.
• Отрицательные цилиндрические линзы рассеивают свет в одной плоскости. Они применяются для растяжения пучка, формирования полосы заданной ширины и коррекции параметров лазерного излучения.
• Линзы с просветляющим покрытием снижают отражательные потери на рабочих поверхностях и повышают эффективность передачи света в заданном спектральном диапазоне.

Где применяются

Цилиндрическая оптика востребована в лазерной технике, измерительных приборах, системах машинного зрения и специализированном промышленном оборудовании. За счёт односторонней кривизны такие линзы позволяют точно адаптировать световой поток к геометрии рабочей зоны, щели, датчика или обрабатываемой поверхности.

Основные области применения:

• лазерные уровни, указатели и системы формирования лазерной линии;
• установки лазерной резки, гравировки, сварки и маркировки;
• диодные и волоконные лазеры;
• приборы машинного зрения и промышленные камеры;
• спектрометры, монохроматоры, фотометры и аналитическое оборудование;
• штрихкодовые сканеры и лазерные принтеры;
• проекционная, осветительная и измерительная техника;
• медицинские, научные и лабораторные установки.

В диодных и волоконных лазерах цилиндрические линзы используют для коррекции астигматизма и выравнивания расходимости пучка по двум осям. В спектральных приборах они помогают согласовать прямоугольную апертуру источника света со щелью монохроматора, а в системах освещения — создать вытянутую равномерную световую зону.

Материалы и параметры

«Кварц-Пром» изготавливает цилиндрические линзы из оптических стёкол по ГОСТ 3514-94 и ГОСТ 9411-91, а также из кварцевого стекла по ГОСТ 15130-86. Для специальных диапазонов и задач могут использоваться фторид кальция, германий, селенид цинка и другие материалы, согласованные с заказчиком.

Кварцевые цилиндрические линзы выбирают для оборудования, где требуется высокая прозрачность в ультрафиолетовой и инфракрасной областях, а также стойкость к мощному излучению. Такие оптические элементы применяются, в частности, в УФ-системах, эксимерных лазерах, мощных твердотельных лазерах, измерительной и научной технике.

По индивидуальному техническому заданию можно заказать:

• плоско-выпуклую, плоско-вогнутую или специальную конструкцию линзы;
• положительное либо отрицательное оптическое действие;
• диаметр или наибольшую сторону от 8 до 500 мм;
• заданные радиус цилиндрической поверхности и фокусное расстояние;
• толщину, фаски, форму контура и базовые поверхности;
• допуски на размеры, плоскостность и положение рабочей поверхности;
• требуемый класс чистоты поверхности — от I до IXa по ГОСТ 11141-84;
• просветляющее покрытие для нужной длины волны или спектрального диапазона;
• материал, оптическую однородность и другие параметры согласно чертежу.

Производство на заказ

Изготовление цилиндрической линзы включает подготовку оптической заготовки, обработку контура, формирование цилиндрической поверхности, шлифовку, полировку, снятие фасок, очистку и контроль готового изделия. При необходимости на рабочие поверхности наносится просветляющее покрытие, рассчитанное под конкретный диапазон излучения.

Требования к геометрическим параметрам и допускам могут назначаться по ГОСТ 13240, чистоте поверхности — по ГОСТ 11141-84, а к оптическим характеристикам материала — по ГОСТ 23136-93. Контроль проводится по параметрам, согласованным в конструкторской документации: радиусу кривизны, размерам, качеству полировки, отсутствию недопустимых дефектов и положению цилиндрической образующей относительно баз изделия.

Для расчёта стоимости и сроков изготовления направьте чертёж, эскиз или техническое задание. В заявке желательно указать материал, размеры, радиус цилиндрической поверхности, толщину, рабочий диапазон, требования к покрытию, допуски, класс чистоты и количество изделий.

ООО «ГК „Кварц-Пром“» выпускает стандартные и нестандартные цилиндрические линзы в Москве и поставляет готовую оптику по России и странам СНГ. Изделия упаковываются с защитой полированных поверхностей от ударов, загрязнений и влаги при хранении и транспортировке.