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AR Archives mensuelles : octobre 2020
Topographie de la lentille de Fresnel
LENTILLE FRESNEL
DIMENSIONS PAR PROFILOMÉTRIE 3D
Préparé par
Duanjie Li & Benjamin Mell
INTRODUCTION
Une lentille est un dispositif optique à symétrie axiale qui transmet et réfracte la lumière. Une lentille simple est constituée d'un seul composant optique permettant de faire converger ou diverger la lumière. Même si les surfaces sphériques ne sont pas la forme idéale pour fabriquer une lentille, elles sont souvent utilisées comme la forme la plus simple à laquelle le verre peut être meulé et poli.
Une lentille de Fresnel est constituée d'une série d'anneaux concentriques, qui sont les parties fines d'une lentille simple dont la largeur ne dépasse pas quelques millièmes de pouce. Les lentilles de Fresnel ont une grande ouverture et une courte distance focale, et leur conception compacte réduit le poids et le volume des matériaux nécessaires, par rapport aux lentilles classiques ayant les mêmes propriétés optiques. Une très faible quantité de lumière est perdue par absorption en raison de la géométrie fine de la lentille de Fresnel.
IMPORTANCE DE LA PROFILOMETRIE 3D SANS CONTACT POUR L'INSPECTION DES LENTILLES DE FRESNEL
Les lentilles de Fresnel sont largement utilisées dans l'industrie automobile, les phares, l'énergie solaire et les systèmes d'atterrissage optiques pour les porte-avions. Le moulage ou l’estampage des lentilles à partir de plastiques transparents peut rendre leur production rentable. La qualité de service des lentilles de Fresnel dépend principalement de la précision et de la qualité de surface de leur anneau concentrique. Contrairement à une technique de palpage, NANOVEA Profilers optiques effectuer des mesures de surface 3D sans toucher la surface, évitant ainsi le risque de créer de nouvelles rayures. La technique Chromatic Light est idéale pour numériser avec précision des formes complexes, telles que des lentilles de géométries différentes.
SCHÉMA DE LA LENTILLE DE FRESNEL
Les lentilles de Fresnel en plastique transparent peuvent être fabriquées par moulage ou estampage. Un contrôle de qualité précis et efficace est essentiel pour révéler les moules ou les timbres de production défectueux. En mesurant la hauteur et le pas des anneaux concentriques, les variations de production peuvent être détectées en comparant les valeurs mesurées aux valeurs de spécification données par le fabricant de la lentille.
La mesure précise du profil de la lentille garantit que les moules ou les étampes sont correctement usinés pour répondre aux spécifications du fabricant. En outre, le tampon peut s'user progressivement avec le temps, ce qui lui fait perdre sa forme initiale. Une déviation constante par rapport aux spécifications du fabricant de la lentille est une indication positive que le moule doit être remplacé.
OBJECTIF DE MESURE
Dans cette application, nous présentons NANOVEA ST400, un profileur 3D sans contact doté d'un capteur à grande vitesse, qui permet une analyse complète du profil 3D d'un composant optique de forme complexe.Pour démontrer les capacités remarquables de notre technologie de lumière chromatique, l'analyse du contour est effectuée sur une lentille de Fresnel.
NANOVEA
ST400
La lentille de Fresnel en acrylique de 2,3" x 2,3" utilisée pour cette étude est composée de
une série d'anneaux concentriques et un profil de section transversale dentelé complexe.
Il a une longueur focale de 1,5", un diamètre de taille effective de 2,0",
125 rainures par pouce, et un indice de réfraction de 1,49.
Le scan NANOVEA ST400 de la lentille de Fresnel montre une augmentation notable de la hauteur des anneaux concentriques, en partant du centre vers l'extérieur.
2D FALSE COLOR
Représentation de la hauteur
VUE 3D
PROFILÉ EXTRAIT
PEAK & VALLEY
Analyse dimensionnelle du profil
CONCLUSION
Dans cette application, nous avons montré que le profileur optique sans contact NANOVEA ST400 mesure avec précision la topographie de la surface des lentilles de Fresnel.
Les dimensions de la hauteur et du pas peuvent être déterminées avec précision à partir du profil dentelé complexe à l'aide du logiciel d'analyse NANOVEA. Les utilisateurs peuvent contrôler efficacement la qualité des moules ou des timbres de production en comparant les dimensions de la hauteur et du pas de l'anneau des lentilles fabriquées à la spécification de l'anneau idéal.
Les données présentées ici ne représentent qu'une partie des calculs disponibles dans le logiciel d'analyse.
Les profileurs optiques NANOVEA mesurent pratiquement n'importe quelle surface dans des domaines tels que les semi-conducteurs, la microélectronique, le solaire, les fibres optiques, l'automobile, l'aérospatiale, la métallurgie, l'usinage, les revêtements, l'industrie pharmaceutique, le biomédical, l'environnement et bien d'autres encore.
