Ειδήσεις

Σε σύγκριση με πολλές άλλες μορφές βαθμωτικών φακών, οι καμπυλωμένες φάσεις φακών με σεληνιακή μορφή προσφέρονται σeldon ως ολοκληρωμένα προϊόντα σπάνια. Οι φακοί με σεληνιακή μορφή χρησιμοποιούνται κυρίως για εστίαση μικρών σημείων ή επιχειρήσεις παράλληλων εφαρμογών, ενώ οι φακοί plano-convex συνήθως προσφέρουν καλύτερο αναλογία τιμής/απόδοσης. Ωστόσο, υπάρχουν μερικές περιπτώσεις όπου ένας φακός με καμπύλη σεληνιακή μορφή προσφέρει σημαντικά καλύτερη απόδοση σε μικρά υψηλότερη τιμή.

Σφαιρική αποκλίση

Λόγω της σφαιρικής φύσης του φακού, οι σφαιρικές διαφορίες παράγουν παράλληλες ακτίνες από τον αποψινό άξονα σε διαφορετικές αποστάσεις χωρίς να τμηθούν στο ίδιο σημείο (Σχήμα 1). Αν και μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλοί φακοί για την τροποποίηση των σφαιρικών διαφοριών, για πολλά υπered systems όπου οι κόστος υλικών είναι πολύ υψηλότεροι από τα ορατά υλικά, είναι επιθυμητό να ελαχιστοποιηθεί το πλήθος των φακών. Αντί να χρησιμοποιηθούν πολλαπλοί φακοί, η σφαιρική διαφορά ενός μόνο φακού μπορεί να ελαχιστοποιηθεί με τη μορφοποίηση του φακού στην καλύτερη μορφή.

Σχ. 1: Σφαιρική διαφορά

Για ένα σταθερό δείκτη διάβρωσης και επιπλέον απόσταση φακού, υπάρχουν άπειρες συνδυασμοί ακτίνων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργηθούν φακοί με συγκεκριμένο οπτικό μήκος. Αυτοί οι συνδυασμοί ακτίνων παράγουν διαφορετικές μορφές φακών, οι οποίες οδηγούν άμεσα σε σφαιρικές διαφορίες και κόμα λόγω της καμπύλωσης του φωτός όπως περνάει μέσω του φακού.

Η μορφή του φακού μπορεί να περιγραφθεί από τον παράγοντα μορφής Coddington C (Εξίσωση 1 και Σχήμα 2).

Κ.Α. 2: Παράγοντας μορφής του Coddington για διαφορετικές συσκευασίες φακών

Με τη χρήση της εξίσωσης αποκλίσεων λεπτού φακό (χρησιμοποιώντας το αντικείμενο στο άπειρο και τη θέση του φρενώματος φακό), μπορούμε να προκύψουν οι συνθήκες που παράγουν την ελάχιστη σφαιρική αποκλίση (Εξίσωση 2).

Υποθέτοντας ότι μια σταθερή μήκιμα παραμένει, η σχέση μεταξύ του εκθέτη και του παράγοντα μορφής που παράγει την ελάχιστη σφαιρική αποκλίση μπορεί να απεικονιστεί (Κ.Α. 3).

Κ.Α. 3: Αποτελεσματικός παράγοντας μορφής ως συνάρτηση του δείκτη συμπεριφοράς

Οφέλη του σχεδίου καμπυλού μήνα

Όταν εργαζόμαστε στο ορατό περιβάλλον, ο δείκτης γυαλιού είναι συνήθως μεταξύ 1.5 και 1.7 και η μορφή της ελάχιστης σφαιρικής αποκλίσης είναι σχεδόν πλάνο-υπερβατική. Ωστόσο, στο ινφράκόκτυλο περιβάλλον, χρησιμοποιούνται συχνά υλικά υψηλού δείκτη όπως το γερμάνιο. Το γερμάνιο, με κανονική τιμή 4.0, προσφέρει το μεγάλο πλεονέκτημα ενός σχεδίου φακού καμπυλού μήνα με τη μείωση της σφαιρικής αποκλίσης.

Ελάχιστη σφαιρική αποκλίση συμβαίνει όταν το φως καμπύλευε ομοιόμορφα σε και τις δύο επιφάνειες. Ενώ η πρώτη επιφάνεια μιας γερμανικής φασμένης σεληνιακής φακός θα κάνει το φως να καμπύλευε λίγο περισσότερο από μια παρόμοια φακό PCX, η δεύτερη επιφάνεια μιας φακό PCX θα προκαλέσει το φως να καμπύλευε ακόμα περισσότερο, αποτελέσματος μιας συνολικής αύξησης της σφαιρικής αποκλίσης.

Όπως εμφανίζεται στον Πίνακα 4, ο οποίος συγκρίνει την απόδοση μιας φακό 25 x 25 mm γερμανικής PCX με μια φακό 25 x 25 mm γερμανικής σεληνιακής καμπύλης, είναι εύκολο να δούμε πώς η φακό PCX κάνει το φως να καμπύλευε πολύ περισσότερο σε σχέση με την επιφάνεια του φακού σε σύγκριση με μια σεληνιακή καμπύλη φακό. Η αύξηση της καμπύλης προκαλεί αύξηση της σφαιρικής αποκλίσης. Η γερμανική φασμένη σεληνιακή φακό δείχνει μια δραματική μείωση του μεγέθους της μάχαιρας, κάνοντάς την πιο πρόσφορη για απαιτητικές εφαρμογές άρθρων υπολογιστών.

Σχήμα 4x: Διάγραμμα 25 x 25mm γερμανικής φακό PCX VS 25 x 25mm γερμανικής καμπύλης σεληνιακής φακό

Ενώ ένα καμπυλωμένο φαρμογιανό φακός μπορεί να παρέχει ακόμη και υψηλότερες επιδόσεις στο ορατό, συνήθως δεν υπάρχει αρκετή κατακτητικότητα για να αντισταθμίσει την αυξημένη κόστος παραγωγής. Το σχήμα 1 δείχνει μια σύγκριση της επιδόσεως ενός φακού PCX καλσίου φλούοριου (CaF2) 25 x 50mm με ένα καμπυλωμένο φαρμογιανό φακό σε εφαρμογές ορατού φάσματος και ενός φακού PCX γερμανίου (Ge) 25 x 50mm με ένα καμπυλωμένο φαρμογιανό φακό σε εφαρμογές θερμαντροπικού φάσματος. Το μέγεθος στιγμιού του φακού γερμανίου μειώνεται σημαντικά όταν χρησιμοποιείται η καμπυλωμένη μορφή φαρμογιανού.

Πίνακας 1: Σύγκριση μεγεθών σημείων μεταξύ φακών πλάνο-κυρτωτών και καμπύλων σεληνών για εφαρμογές στο ορατό και ινφραδιά φάσμα

Ενώ οι κάλυκες καμπύλης σελήνας δεν μπορούν να προσφέρουν πλεονεκτήματα σε όλες τις εφαρμογές, μπορούν να προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα σε κόστος και απόδοση για πολλές εφαρμογές ινφραδιάς, συμπεριλαμβανομένης της φασματοσκοπίας