Aħbarijiet

Meta mqabbla ma 'ħafna forom oħra ta' lentijiet ottiċi, lentijiet tal-qamar mgħawġa rarament huma offruti bħala prodotti lesti. Il-lentijiet tal-liwi tal-qamar jintużaw prinċipalment biex jiffokaw spots żgħar jew kollimazzjoni applikazzjonijiet, filwaqt li l-lentijiet plano-konvessi ġeneralment joffru proporzjon superjuri tal-prezz/prestazzjoni. Madankollu, hemm xi każijiet fejn lenti tal-qamar mgħawweġ toffri prestazzjoni superjuri b'mod sinifikanti bi prezz kemmxejn ogħla.

Aberrazzjoni sferika

Minħabba n-natura sferika tal-lenti, l-aberrazzjonijiet sferiċi jipproduċu raġġi paralleli mill-assi ottiku f'distanzi differenti mingħajr ma jaqsmu fl-istess punt (Figura 1). Għalkemm lentijiet multipli jistgħu jintużaw biex jikkoreġu għal aberrazzjoni sferika, għal ħafna sistemi infra-aħmar fejn l-ispejjeż tal-materjal huma ħafna ogħla minn materjali viżibbli, huwa mixtieq li jitnaqqas in-numru ta 'lentijiet. Minflok ma tuża lentijiet multipli, l-aberrazzjoni sferika ta 'lenti waħda tista' tiġi minimizzata billi tifforma l-lenti għall-aħjar forma.

Fig. 1: Aberrazzjoni sferika

Għal indiċi refrattiv fiss u ħxuna tal-lenti, jeżistu numru infinit ta 'kombinazzjonijiet ta' raġġi, li jistgħu jintużaw biex jinħolqu lentijiet ta 'tul fokali speċifiku. Dawn il-kombinazzjonijiet ta 'raġġi jipproduċu forom ta' lenti differenti, li jirriżultaw direttament f'aberrazzjoni sferika u koma minħabba l-kurvatura tad-dawl hekk kif jgħaddi mill-lenti.

Il-forma tal-lenti tista 'tiġi deskritta mill-fattur tal-forma Coddington C (Ekwazzjoni 1 u Figura 2).

Fig. 2: Fattur tal-forma ta 'Coddington għal konfigurazzjonijiet ta' lenti differenti

Billi tuża l-ekwazzjoni tal-aberrazzjoni tal-lenti rqiqa (bl-użu tal-oġġett fl-infinità u l-pożizzjoni tal-waqfien tal-lenti), nistgħu nidħlu l-kundizzjonijiet li jipproduċu l-aberrazzjoni sferika minima (Ekwazzjoni 2).

Jekk wieħed jassumi li jista 'jinżamm wavelength kostanti, ir-relazzjoni bejn l-esponent u l-fattur tal-forma li jipproduċi l-aberrazzjoni sferika minima tista' tiġi viżwalizzata (Fig. 3).

Fig. 3: Fattur tal-forma ottimali bħala funzjoni tal-indiċi refrattiv

Benefiċċji tad-disinn tal-qamar mgħawweġ

Meta taħdem fl-ambjent viżibbli, l-indiċi tal-ħġieġ huwa tipikament bejn 1.5 u 1.7 u l-forma tal-aberrazzjoni sferika minima hija kważi plano-konvessa. Madankollu, fl-ambjent infra-aħmar, ħafna drabi jintużaw materjali ta 'indiċi ogħla bħall-ġermanju. Il-ġermanju, bi speċifikazzjoni ta '4.0, joffri l-benefiċċju kbir ta' disinn tal-lenti tal-qamar mgħawweġ billi jnaqqas ħafna l-aberrazzjoni sferika.

Aberrazzjoni sferika minima sseħħ meta d-dawl jitgħawweġ b'mod uniformi fiż-żewġ interfaces. Filwaqt li l-ewwel wiċċ ta 'lenti tal-qamar tal-ġermanju se jgħawweġ id-dawl ftit aktar minn lenti PCX simili, it-tieni wiċċ ta' lenti PCX se jikkawża li d-dawl jitgħawweġ saħansitra aktar, li jirriżulta f'żieda ġenerali fl-aberrazzjoni sferika.

Kif muri fil-Figura 4, li tqabbel il-prestazzjoni ta 'lenti tal-ġermanju PCX ta' 25 x 25 mm ma 'dik ta' lenti tal-liwi tal-qamar tal-ġermanju ta '25 x 25 mm, huwa faċli li wieħed jara kif il-lenti PCX tgħawweġ id-dawl b'mod aktar sinifikanti relattiv mal-wiċċ tal-lenti meta mqabbla ma 'lenti tal-liwi tal-qamar. Iż-żieda fil-kurvatura tirriżulta f'żieda fl-aberrazzjoni sferika. Il-lenti tal-qamar mgħawweġ tal-ġermanju turi tnaqqis drammatiku fid-daqs tal-post, li jagħmilha aktar adattata għal applikazzjonijiet infrared eżiġenti.

Fig. 4x: Dijagramma tal-lenti PCX tal-ġermanju 25 x 25mm VS25 x 25mm lenti tal-qamar kurvata tal-ġermanju

Filwaqt li lenti tal-qamar mgħawweġ xorta tista 'tipprovdi prestazzjoni ogħla fil-viżibbli, ġeneralment ma jkunx hemm biżżejjed qligħ biex tpatti għall-ispiża tal-manifattura miżjuda. Il-Figura 1 turi paragun tal-prestazzjoni ta' lenti PCX ta' fluworidu tal-kalċju (CaF25) ta' 50 x 2 mm b'lenti ta' qamar mgħawweġ f'applikazzjonijiet spettrali viżibbli u lenti PCX ta' 25 x 50 mm ġermanju (Ge) b'lenti ta' qamar mgħawweġ f'applikazzjonijiet infra-aħmar . Id-daqs tal-post tal-lenti tal-ġermanju jitnaqqas ħafna meta tuża l-forma tal-qamar mgħawġa.

Tabella 1: Tqabbil tad-daqsijiet tal-post bejn lentijiet lunari plano-konvessi u kkurvati għal applikazzjonijiet viżibbli u infra-aħmar

Filwaqt li l-lentijiet tal-qamar mgħawweġ jistgħu ma jipprovdux benefiċċji fl-applikazzjonijiet kollha, jistgħu jipprovdu vantaġġi sinifikanti ta’ spejjeż u prestazzjoni għal ħafna applikazzjonijiet infrared, inkluża l-ispettroskopija