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激光对焦和弗雷斯纳透镜中的表面图形精度

菲涅尔透镜用于红外传感和照明,实现稳定和可预测的光学性能的关键在于一个微妙而决定性的参数——表面图形精度。

激光对焦和弗雷斯纳透镜中的表面图形精度

导言

在精密光学中,每一微米都很重要。是否设计一个
laser collimating lens for high-energy beam shaping or a Fresnel lens for infrared sensing and illumination, the key to achieving stable and predictable optical performance lies in one subtle yet decisive parameter — surface figure accuracy.

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什么是曲面图形精度?

曲面图形精度
描述制造的光学表面与其理想理论shape.It的匹配程度直接影响光在与透镜相互作用后如何传播、聚焦和发散。

  • 用于激光准直透镜
    ,即使是曲率的轻微偏差也会导致光束失去平行度,导致光斑扩大或能量漂移。

  • 用于菲涅尔透镜
    ,过多的图形误差可能会扭曲设计的聚焦图案,导致检测灵敏度降低或光照不均匀。

表面图形精度通常表示为:

  • L/4至L/10
    (光学波长术语)用于成像和准直光学。

  • 微米级公差
    用于PIR菲涅尔透镜等非成像光学器件。


激光准直透镜:精度决定性能

一个
laser collimating lens converts divergent light from a point or fiber source into a parallel beam.This process requires perfect control of:

  • 曲率半径
    ,确保光束发散均匀。

  • 表面图形
    ,确保波前保持平面。

甚至一个
50-nm deviation in surface figure can introduce measurable wavefront aberration — unacceptable in fiber-coupling or laser measurement systems.


Aubor, polymer lenses are manufactured with sub-micron surface form accuracy using single-point diamond turning (SPDT) and precision injection molding, ensuring every optical surface maintains excellent consistency across production batches.


菲涅尔透镜:平衡成本、功能和形式

与传统成像镜头不同,
Fresnel lenses achieve light focusing through a series of concentric grooves, significantly reducing thickness and cost.However, this design amplifies the importance of groove precision and surface figure uniformity:

  • 图形偏差太大
    :对焦角度偏移,出现检测盲区。

  • 表面太粗糙
    :红外透过率下降,信号灵敏度下降。

Aubor的PIR菲涅尔透镜将凹槽高度误差保持在
±10 μm and use high-transmission optical polymers to preserve signal integrity even at 12 m ceiling-mounted detection distances.


Surface图形如何连接激光和菲涅尔设计

虽然这两种镜头的用途不同,但它们有一个共同的基础——
controlling light propagation through precise surface geometry.

参数
激光准直透镜
菲涅尔透镜
函数
光束准直/聚焦
红外聚焦/检测
面形公差
λ/10或更高
±10μm典型值
材料
光学级PMMA/COC/PC
红外透射PMMA/HDPE
过程
SPDT+超精密成型
精密注塑成型
关键绩效指标
波前误差
检测均匀性

越紧
surface figure, the more predictable the optical path.In both applications, it determines whether a system performs as designed — whether a laser beam remains crisp at 10 m, or an infrared sensor detects motion precisely at 12 m height.

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我们帮助您实现表面精度


Aubor Optoelectronics, surface figure control isn’t a single process — it’s a system:

  1. 设计模拟
    :通过CODE V和LightTools进行光学建模以预测波前灵敏度。

  2. SPDT模具制造
    :主工具上的纳米形状精度。

  3. 注塑优化
    :实时腔体温度和压力控制,最大限度地减少变形。

  4. 干涉检测
    :在涂装前验证每个表面是否符合图形公差。

通过这种工作流程,Aubor实现了以下罕见的组合
mass-production efficiency and precision-optics-level accuracy — enabling polymer lenses to enter domains once dominated by glass.


结论

无论是激光束的干净平行度还是菲涅尔阵列的可靠红外捕获,
surface figure accuracy is the invisible boundary between a functional lens and a truly engineered optical component.

Aubor精密聚合物光学
重新定义什么是可能的——提供曾经为玻璃保留的性能,以及下一代传感器和激光系统所需的灵活性和可扩展性。

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