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Topografía de la lente de Fresnel

Lente de Fresnel

DIMENSIONES MEDIANTE PERFILOMETRÍA 3D

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 rectificar y pulir el vidrio.

Una lente de Fresnel consiste en una serie de anillos concéntricos, que son partes delgadas de una lente simple con una anchura tan pequeña como unas milésimas de pulgada. Las lentes de Fresnel tienen una gran apertura y una corta distancia focal, con un diseño compacto que reduce el peso y el volumen de material necesario, en comparación con las lentes convencionales con las mismas propiedades ópticas. Una cantidad muy pequeña de luz se pierde por absorción debido a la fina geometría de la lente de Fresnel.

IMPORTANCIA DE LA PERFILOMETRÍA 3D SIN CONTACTO PARA LA INSPECCIÓN DE LENTES FRESNEL

Las lentes de Fresnel se utilizan ampliamente en la industria automotriz, faros, energía solar y sistemas ópticos de aterrizaje para portaaviones. Moldear o estampar las lentes a partir de plásticos transparentes puede hacer que su producción sea rentable. La calidad de servicio de las lentes Fresnel depende principalmente de la precisión y la calidad de la superficie de su anillo concéntrico. A diferencia de la técnica de sonda táctil, NANOVEA Perfiladores ópticos Realice mediciones de superficies en 3D sin tocar la superficie, evitando el riesgo de realizar nuevos rayones. La técnica de luz cromática es ideal para escanear con precisión formas complejas, como lentes de diferentes geometrías.

ESQUEMA DE LA LENTE FRESNEL

Las lentes de Fresnel de plástico transparente pueden fabricarse por moldeo o estampación. Un control de calidad preciso y eficaz es fundamental para revelar los moldes o estampados de producción defectuosos. Mediante la medición de la altura y el paso de los anillos concéntricos, se pueden detectar variaciones de producción comparando los valores medidos con los valores de especificación dados por el fabricante de la lente.

La medición precisa del perfil de la lente garantiza que los moldes o sellos estén bien mecanizados para ajustarse a las especificaciones del fabricante. Además, el sello podría desgastarse progresivamente con el tiempo, haciendo que pierda su forma inicial. Una desviación constante de las especificaciones del fabricante de lentes es un indicio positivo de que el molde debe ser sustituido.

OBJETIVO DE MEDICIÓN

En esta aplicación, mostramos 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 notables capacidades de nuestra tecnología de luz cromática, el análisis del contorno se realiza en una lente Fresnel.

NANOVEA

ST400

La lente acrílica de Fresnel de 2,3" x 2,3" utilizada para este estudio consta de 

una serie de anillos concéntricos y un complejo perfil de sección transversal dentada. 

Tiene una distancia focal de 1,5" y un diámetro de tamaño efectivo de 2,0", 

125 ranuras por pulgada, y un índice de refracción de 1,49.

El escaneo NANOVEA ST400 de la lente Fresnel muestra un notable aumento de la altura de los anillos concéntricos, moviéndose hacia fuera desde el centro.

2D FALSE COLOR

Representación de la altura

VISTA 3D

PERFIL EXTRAÍDO

PEAK & VALLEY

Análisis dimensional del perfil

CONCLUSIÓN

En esta aplicación, hemos demostrado que el perfilador óptico sin contacto NANOVEA ST400 mide con precisión la topografía de la superficie de las lentes Fresnel. 

La dimensión de la altura y el paso pueden determinarse 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 sellos de producción comparando las dimensiones de altura y paso del anillo de las lentes fabricadas con la especificación del anillo ideal.

Los datos mostrados aquí representan sólo una parte de los cálculos disponibles en el software de análisis. 

Los perfiladores 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 revestimientos, la industria farmacéutica, la biomedicina, el medio ambiente y muchos otros.

 

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