Преимущества поверхностей в свободной форме

Отсутствие симметрии в свободной форме позволяет осуществлять более сложный контроль над траекториями 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, это не повлияет на производительность. 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,Поверхность свободной формыМожет 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, которые вращательно симметричны 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.