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AR Arquivos Mensais: outubro 2020
Topografia da Lente Fresnel
FRESNEL LENS
DIMENSÕES UTILIZANDO A PROFILOMETRIA 3D
Preparado por
Duanjie Li & Benjamin Mell
INTRODUÇÃO
Uma lente é um dispositivo óptico de simetria axial que transmite e refrai a luz. Uma lente simples consiste em um único componente óptico para convergir ou divergir a luz. Mesmo que as superfícies esféricas não tenham a forma ideal para fazer uma lente, elas são freqüentemente usadas como a forma mais simples para a qual o vidro pode ser retificado e polido.
Uma lente Fresnel consiste de uma série de anéis concêntricos, que são partes finas de uma lente simples com uma largura tão pequena quanto alguns milésimos de polegada. As lentes Fresnel contêm uma abertura grande e uma distância focal curta, com um desenho compacto que reduz o peso e o volume do material necessário, em comparação com as lentes convencionais com as mesmas propriedades ópticas. Uma quantidade muito pequena de luz é perdida por absorção devido à fina geometria da lente Fresnel.
IMPORTÂNCIA DA PROFILOMETRIA 3D SEM CONTATO PARA A INSPEÇÃO DE LENTES FRESNEL
As lentes Fresnel são amplamente empregadas na indústria automotiva, faróis, energia solar e sistemas ópticos de pouso para porta-aviões. Moldar ou estampar as lentes em plástico transparente pode tornar sua produção econômica. A qualidade do serviço das lentes Fresnel depende principalmente da precisão e da qualidade da superfície do seu anel concêntrico. Ao contrário de uma técnica de sonda de toque, NANOVEA Perfis ópticos realize medições de superfície 3D sem tocar na superfície, evitando o risco de fazer novos arranhões. A técnica Luz Cromática é ideal para digitalização precisa de formas complexas, como lentes de diferentes geometrias.
ESQUEMA DE LENTES FRESNEL
As lentes Fresnel de plástico transparente podem ser fabricadas por moldagem ou estampagem. Um controle de qualidade preciso e eficiente é fundamental para revelar moldes ou carimbos defeituosos na produção. Ao medir a altura e o passo dos anéis concêntricos, as variações de produção podem ser detectadas comparando-se os valores medidos com os valores de especificação dados pelo fabricante da lente.
A medição precisa do perfil da lente garante que os moldes ou carimbos sejam usinados corretamente para atender às especificações do fabricante. Além disso, o carimbo pode desgastar-se progressivamente com o tempo, fazendo com que ele perca sua forma inicial. O desvio consistente da especificação do fabricante da lente é uma indicação positiva de que o molde precisa ser substituído.
OBJETIVO DA MEDIÇÃO
Nesta aplicação, mostramos o NANOVEA ST400, um Profiler 3D sem contato com um sensor de alta velocidade, fornecendo uma análise abrangente do perfil 3D de um componente óptico de uma forma complexa.
NANOVEA
ST400
A lente acrílica Fresnel de 2,3" x 2,3" utilizada para este estudo consiste em
uma série de anéis concêntricos e um complexo perfil de seção transversal serrilhada.
Tem uma distância focal de 1,5", diâmetro efetivo de 2,0",
125 ranhuras por polegada, e um índice de refração de 1,49.
A varredura NANOVEA ST400 da lente Fresnel mostra um aumento perceptível da altura dos anéis concêntricos, deslocando-se para fora do centro.
COR FALSA 2D
Representação em altura
VISÃO 3D
PERFIL EXTRAÍDO
PEAK & VALLEY
Análise Dimensional do Perfil
CONCLUSÃO
Nesta aplicação, mostramos que o NANOVEA ST400 Profiler Óptico sem contato mede com precisão a topografia de superfície das lentes Fresnel.
A dimensão da altura e do passo pode ser determinada com precisão a partir do complexo perfil serrilhado usando o software de análise NANOVEA. Os usuários podem inspecionar efetivamente a qualidade dos moldes ou carimbos de produção comparando a altura do anel e as dimensões do passo das lentes fabricadas com a especificação ideal do anel.
Os dados mostrados aqui representam apenas uma parte dos cálculos disponíveis no software de análise.
Os Perfiladores Ópticos NANOVEA medem praticamente qualquer superfície em campos incluindo Semicondutores, Microeletrônica, Solar, Fibra Óptica, Automotiva, Aeroespacial, Metalúrgica, Usinagem, Revestimentos, Farmacêutica, Biomédica, Ambiental e muitos outros.
