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AR Archivos mensuales: octubre 2020
Topografía de la lente Fresnel
TOPOGRAFÍA DE LENTES FRESNELUSO 3D PERFILÓMETRO ÓPTICO SIN CONTACTO
Preparado por
Duanjie Li y Benjamin Mell
INTRODUCCIÓN
Una lente es un dispositivo óptico de simetría axial que transmite y refracta la luz. Una lente simple consta de un único componente óptico para converger o divergir la luz. Aunque las superficies esféricas no son la forma ideal para fabricar una lente, a menudo se utilizan como la forma más sencilla a la que se puede moler y pulir el vidrio.
Una lente Fresnel está formada por una serie de anillos concéntricos, que son partes delgadas de una lente simple con un ancho de tan solo unas milésimas de pulgada. Las lentes Fresnel tienen una gran apertura y una distancia focal corta, con un diseño compacto que reduce el peso y el volumen del material necesario, en comparación con las lentes convencionales con las mismas propiedades ópticas. Se pierde una cantidad muy pequeña de luz por absorción debido a la delgada geometría de la lente Fresnel.
IMPORTANCIA DE LA PERFILOMETRÍA 3D SIN CONTACTO PARA LA INSPECCIÓN DE LENTES DE FRESNEL
Las lentes Fresnel se emplean ampliamente en la industria automotriz, los faros, la energía solar y los sistemas ópticos de aterrizaje para portaaviones. El moldeado o estampado de las lentes a partir de plásticos transparentes puede hacer que su producción sea rentable. La calidad del servicio de las lentes Fresnel depende en gran medida de la precisión y la calidad de la superficie de su anillo concéntrico. A diferencia de la técnica de sonda táctil, NANOVEA Perfiladores ópticos Realiza mediciones de superficies en 3D sin tocar la superficie, evitando el riesgo de producir nuevos rayones. La técnica Chromatic Light es ideal para el escaneo preciso de formas complejas, como lentes de diferentes geometrías.
ESQUEMA DE LA LENTE DE FRESNEL
Las lentes Fresnel de plástico transparente se pueden fabricar mediante moldeado o estampado. Un control de calidad preciso y eficiente es fundamental para detectar moldes o estampados defectuosos. Mediante la medición de la altura y el paso de los anillos concéntricos, se pueden detectar variaciones en la producción comparando los valores medidos con los valores especificados por el fabricante de la lente.
La medición precisa del perfil de la lente garantiza que los moldes o troqueles se mecanicen correctamente para ajustarse a las especificaciones del fabricante. Además, el troquel podría desgastarse progresivamente con el tiempo, lo que provocaría que perdiera su forma inicial. Una desviación constante con respecto a las especificaciones del fabricante de la lente es un indicio claro de que es necesario sustituir el molde.
OBJETIVO DE MEDICIÓN
En esta aplicación, presentamos el NANOVEA ST400, un perfilador 3D sin contacto con un sensor de alta velocidad, que proporciona un análisis completo del perfil 3D de un componente óptico de forma compleja. Para demostrar las extraordinarias capacidades de nuestra tecnología Chromatic Light, se realiza un análisis del contorno de una lente Fresnel.
NANOVEA ST400 Gran superficie
Perfilómetro óptico 3D
La lente Fresnel acrílica de 2,3” x 2,3” utilizada para este estudio consta de
una serie de anillos concéntricos y un perfil transversal dentado complejo.
Tiene una distancia focal de 1,5 pulgadas y un diámetro efectivo de 2,0 pulgadas.,
125 estrías por pulgada y un índice de refracción de 1,49.
El escaneo NANOVEA ST400 de la lente Fresnel muestra un notable aumento en la altura de los anillos concéntricos, que se desplazan hacia afuera desde el centro.
FALSO COLOR 2D
Representación de la altura
VISTA EN 3D
PERFIL EXTRAÍDO
MÁXIMO Y MÍNIMO
Análisis dimensional del perfil
CONCLUSIÓN
En esta aplicación, hemos demostrado que el perfilómetro óptico sin contacto NANOVEA ST400 mide con precisión la topografía superficial de las lentes Fresnel.
La dimensión de la altura y el paso se pueden determinar con precisión a partir del complejo perfil dentado utilizando el software de análisis NANOVEA. Los usuarios pueden inspeccionar eficazmente la calidad de los moldes o troqueles de producción comparando las dimensiones de la altura y el paso del anillo de las lentes fabricadas con las especificaciones ideales del anillo.
Los datos que se muestran aquí representan solo una parte de los cálculos disponibles en el software de análisis.
Los perfilómetros ópticos NANOVEA miden prácticamente cualquier superficie en campos como los semiconductores, la microelectrónica, la energía solar, la fibra óptica, la automoción, la industria aeroespacial, la metalurgia, el mecanizado, los recubrimientos, la industria farmacéutica, la biomedicina, el medio ambiente y muchos otros.
