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La révolution asphérique

Il est temps de remplacer les composants sphériques par des lentilles asphériques

 

Les lentilles sphériques sont remplacées par des lentilles asphériques afin de réduire la taille et le poids du système

 

Une seule lentille asphérique peut remplacer un système complexe constitué de plusieurs lentilles sphériques

 

Des progrès en fabrication asphérique ont permis de rentabiliser la production d’asphères résultant du meulage et du polissage

 

Baisse des coûts et du poids du système et conservation ou amélioration des performances

Les lentilles asphériques ont été utilisées pendant des décennies afin de réduire l’aberration sphérique et améliorer les performances des systèmes optiques, mais leur coût élevé était prohibitif pour de nombreuses applications. De récents progrès en matière de meulage et de polissage asphériques ont permis de produire des asphères de haute qualité à l’aide du polissage de sous-ouverture, sans avoir recours au traitement de finition magnétorhéologique (MRF), réduisant ainsi les coûts de manière considérable. Une seule de ces lentilles asphériques haute performance à prix réduit peut remplacer plusieurs lentilles sphériques tout en conservant les mêmes performances, voire en les améliorant. Cela permet d’obtenir des systèmes plus légers, plus petits et moins complexes tout en diminuant les coûts.

Moins d’éléments utilisés : optez pour la simplicité

L’amélioration du contrôle d’aberration est l'un des principaux avantages des lentilles asphériques. Elle permet aux concepteurs optiques d’utiliser moins d’éléments par rapport à une conception réalisée à l’aide de composants optiques sphériques conventionnels. Par exemple, quelques asphères peuvent remplacer plusieurs lentilles sphériques dans un assemblage complexe avec dix lentilles ou plus, tout en obtenant des performances identiques, voire meilleures (figure 1). Cela simplifie le processus d’assemblage et réduit également la taille et le poids du système. La baisse du nombre d’éléments aide aussi à réduire le nombre de surfaces où les réflexions peuvent avoir lieu à l’intérieur de l’assemblage optique, ce qui augmente le rendement lumineux.

Bien que les asphères semblent plus complexes que les lentilles sphériques, une seule asphère peut remplacer plusieurs lentilles sphériques dans un assemblage optique, offrant ainsi un système final plus simple, plus compact et plus léger.
Figure 1: Bien que les asphères semblent plus complexes que les lentilles sphériques, une seule asphère peut remplacer plusieurs lentilles sphériques dans un assemblage optique, offrant ainsi un système final plus simple, plus compact et plus léger.

Baisse des coûts : faites des économies

Il ne fait aucun doute qu'une seule lentille asphérique est généralement plus coûteuse qu’une lentille sphérique, mais les récents progrès réalisés en matière de technologie de fabrication d’asphères ont permis de produire des asphères haute performance à un coût considérablement réduit. Auparavant, le meulage et le polissage de pleine ouverture sphériques pouvaient atteindre des irrégularités de λ/4, tandis que le meulage et le polissage asphériques pouvaient uniquement atteindre des irrégularités de 1λ. La finition magnétorhéologique (MRF), un processus de finition fin déterministe qui enlève la matière de manière sélective avec une grande précision, était indispensable pour produire des asphères de haute qualité et pour réduire les irrégularités à λ/20. Cependant, la MRF entraîne une hausse importante des coûts. Le meulage et le polissage asphériques de sous-ouverture avancés approchent désormais les mêmes capacités d’irrégularités que le meulage et le polissage de pleine ouverture sphériques, produisant ainsi des asphères haute qualité à moindre coût. Grâce à la baisse du coût des asphères, remplacer plusieurs lentilles sphériques par un nombre amoindri d'asphères devient une solution beaucoup plus économique, ce qui permet à un plus grand nombre de concepteurs d’incorporer des asphères à leurs conceptions. Alors que la MRF n’est pas requise à la fabrication de toutes les asphères, elle est toujours nécessaire pour les asphères de très haute qualité avec des irrégularités généralement limitées uniquement par la sensibilité de la métrologie disponible.

De plus en plus de concepteurs optiques décident de remplacer des composants sphériques par un nombre inférieur d'asphères, en raison des améliorations en matière de meulage et de polissage asphériques.
Figure 2:De plus en plus de concepteurs optiques décident de remplacer des composants sphériques par un nombre inférieur d'asphères, en raison des améliorations en matière de meulage et de polissage asphériques.

Webinaire sur la conception asphérique de pointe pour la fabricabilité

Découvrez les avantages de l’utilisation d’asphères dans la conception de systèmes optiques et les facteurs pris en compte lors du processus de conception dans notre webinaire présenté par Oleg Leonov, responsable du développement commercial des asphères et Amy Frantz, ingénieure optique.

La révolution asphérique chez Edmund Optics®

Capacités de fabrication asphériques

Capacités de fabrication asphériques

La cellule de production de lentilles asphériques d’EO opère 24 h/24 et fabrique chaque mois des milliers de lentilles asphériques. Que vous ayez besoin d’un composant de stock issu de notre large inventaire référençant plus de 600 conceptions de lentilles asphériques, de lentilles selon dessin technique ou d'une conception asphérique entièrement personnalisée, EO a la solution qui répondra à vos besoins, grâce à une fabrication par moulage, fraisage au diamant ou meulage et polissage de sous-ouverture.

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Technologie MRF

Technologie MRF

Même avec les progrès réalisés en matière de meulage et de polissage de sous-ouverture asphériques, la finition magnétorhéologique (MRF) est toujours requise pour fabriquer les asphères de qualité supérieure. La MRF est un processus déterministe et contrôlé par ordinateur qui permet d’éviter de nombreuses étapes manuelles et conjectures nécessaires généralement associées au processus de finition d’une surface optique fine.

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Métrologie

Métrologie

Métrologie

EO utilise une large variété d’équipements métrologiques pour garantir la qualité des asphères et d’autres composants optiques fabriqués sur ses sites de production mondiaux. L'interférométrie, la profilométrie, les machines à mesurer tridimensionnelles et l’holographie générée par ordinateur font partie de ces différentes méthodes.

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FAQ's

FAQ  Les asphères n’existent-elles pas déjà depuis des décennies ? Pourquoi est-ce une tendance actuelle ?
Alors que les lentilles asphériques existent depuis des décennies, les récents progrès réalisés en matière de meulage et de polissage de sous-ouverture asphériques les ont rendues plus abordables que jamais. Pour cette raison, les solutions asphériques dont le coût était autrefois prohibitif sont désormais plus accessibles. De plus, remplacer plusieurs composants sphériques par un nombre inférieur d’asphères permet de réduire la taille et le poids tout en conservant voire améliorant les performances.
FAQ  Quel type exact de métrologie est utilisé par EO dans le cadre de sa fabrication d’asphères ?

EO utilise de nombreuses méthodes de métrologie dans le cadre de sa fabrication d’asphères dont les profilomètres Talysurf PGI 1240, les interféromètres de retouche asphériques QED ASI™, les interféromètres en lumière blanche Zygo® NewView, les profilomètres sans contact OptiPro UltraSurf 4X 100, les machines à centrer TRIOPTICS Opticentric®, les machines à mesurer tridimensionnelles Zeiss Contura G2 (MMT), les microscopes Olympus MX51, les hologrammes générés par ordinateur (HGO) spécifiques à la conception et les lentilles nulles.

FAQ  Quelles sont les tolérances de fabrication typiques d’EO ?

Une liste complète des tolérances de fabrication d’EO figure à la page Capacités de fabrication asphériques.

FAQ   EO utilise-t-il encore la finition magnétorhéologique pour les asphères de haute qualité ?

Oui, la finition magnétorhéologique (MRF) est toujours requise pour les asphères de qualité supérieure. Elle peut atteindre une précision dépassant λ/20.

FAQ  Quels sont les différents types de lentilles asphériques ?

Il existe différents types de lentilles asphériques, chacune présentant ses avantages et inconvénients, voir tableau ci-dessous :

Type d’asphèreDescriptionPrix relatif
Lentilles achromatiques asphérisées de précision Doublet à diffraction limitée et à correction chromatique avec surface asphérique pour applications à large bande €€€€
Asphères de « indice laser » Front d'onde transmis de <λ/10 €€€
Asphères polies de précision Type d’asphère le plus courant, offrant un bon rapport coût-performance €€
Asphères de forme modifiée Lentilles PCX ou PCV modifiées avec une surface asphérique €€
Asphères fraisées au diamant Fabriquées à partir de plastiques et de matériaux cristallins de pointe €€
Lentilles achromatiques asphérisées hybrides Doublet à bas prix avec surface diffractionnelle en polymère moulé pour limiter l’aberration chromatique
Asphères moulées Lentilles en plastique ou en verre à bas prix adaptées à un volume de production élevé

Ressources Techniques

Notes d'Applications

Informations techniques et exemples d'applications ainsi que des explications théoriques, équations, illustrations et bien plus.

All About Aspheric Lenses
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EO Preferred Glass Types
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Avez-vous Besoin Rapidement d’une Asphère ?
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Lentilles Achromatiques Asphérisées
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Vidéos

Vidéos d’entreprise ou vidéos didactiques sur les avantages des produits, allant du simple conseil aux démonstrations basées sur les applications

The Making Of An Aspheric Lens
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Aspheric Lenses Review
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Rencontrez Jeremy Govier : l’expert des asphères
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Technical Articles

Links to technical articles appearing in industry publications authored by Edmund Optics or featuring contributions from EO's engineering team and key management

"The Long and the Short of It: Techniques for Measuring Aspheres" by Amy Frantz - Photonics Spectra
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"Optimizing the Design of Aspheric Lenses" by Jeremy Govier - Photonics Spectra
Lire  

"Design Considerations for Aspheric Lenses" by Jeremy Govier - Photonics Spectra
Lire  

 

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