Преимущества поверхностей в свободной форме

Отсутствие симметрии в свободной форме позволяет осуществлять более сложный контроль над траекторией световых лучей. Это позволяет поверхностям свободной формы корректировать аберрации более эффективно, чем обычная оптика, особенно внеосевые аберрации, распространенные в системах формирования изображений с широким полем и высоким разрешением. Эта возможность приводит к более высокой производительности и превосходному качеству изображения с улучшенной четкостью и контрастностью в более широком поле зрения. Это преимущество расширяет его применение от микроскопов и спектрометров до фотографии и расширенного наблюдения.

Оптика свободной формы также может сделать оптические конструкции более компактными и легкими,

На производительность это не влияет. Его сложная форма позволяет одной поверхности выполнять работу, которая обычно требует нескольких поверхностей. Это может уменьшить количество компонентов, что приводит к меньшему, более эффективному дизайну. Он идеально подходит для приложений, где влияние пространства и веса очень высокое, от аэрокосмической до портативной бытовой электроники. Кроме того, поверхности свободной формы могут снизить чувствительность оптической системы к фактическим механическим допускам, что упрощает сборку и всегда поддерживает лучшую производительность при практическом использовании.

Рисунок 1: Поверхности свободной формы-это поверхности без симметрии. Одной из простейших и наиболее широко используемых поверхностей свободной формы является внеосевой сегмент параболы или другого конического сечения.

Что именно представляет собой поверхность свободной формы? Что делает его таким полезным? Поверхность свободной формы-это поверхность, которой не хватает вращательной и поступательной симметрии, как показано на рисунке 1. Это резко контрастирует с большинством традиционных оптических принципов, использующих сферические поверхности: традиционные оптические устройства используют сферические таблицы

Поверхности, симметричные по всем осям (сферы не имеют вершин). Обычно используемая асферическая поверхность имеет одну ось вращательной симметрии.

Поверхности свободной формы улучшают свободу дизайна и открывают новые возможности для оптического дизайна. Это может позволить инженерам-оптикам решать проблемы, ранее считавшиеся неразрешимыми, поддерживая разработку новых и более инновационных решений.