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Asphären

Maßgeschneiderte Optiken mit besten Abbildungseigenschaften.

Individuell oder Lagerhaltig - Asphären von asphericon

Im Vergleich zu Sphären, haben Asphären dank ihrer von der Kugelform abweichenden Oberflächengeometrie die deutlich besseren Abbildungseigenschaften. Der sich daraus ergebende Vorteil liegt in der Fähigkeit, sphärische Abbildungsfehler, sogenannte Aberrationen, zu korrigieren. Durch den Einsatz einer asphärischen Linse kann die Gesamtanzahl der optischen Elemente in einem optischen System verringert werden. In der Konsequenz ergibt sich ein erheblich kompakterer und gleichzeitig leistungsfähigerer Aufbau als mit einem vergleichbaren System mit sphärischen Linsen.


Korrektur von Abbildungsfehlern
Korrektur von Abbildungsfehlern


Basierend auf einer einzigartigen Technologie fertigt asphericon Asphären mit einer Oberflächenformabweichung (RMSi) von bis zu 0,01 µm. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln und produzieren wir passende Lösungen aus einer großen Auswahl optischer Gläser, vom Prototypen bis zur Serie. Greifen Sie auf eine individuelle Custom Lösung zurück oder nutzen Sie die innovative Vielfalt unserer lagerhaltigen a|Aspheres der Produktlinie StockOptics. Letztere sind mit Oberflächenabweichungen von RMSi ≤ 0,5 µm und RMSi < 0,3 µm in unserem Onlineshop erhältlich. Aufgrund präziser Fokussiereigenschaften sind alle unsere Asphären für verschiedenste Anwendungen geeignet.

Entdecken Sie unsere umfangreiche Produktpalette individueller und lagerhaltiger asphärischer Optiken, Baugruppen und Optiksysteme - Entdecken Sie die Möglichkeiten, die wir in-house für Ihre asphärischen Linsen bieten:


RoHS & REACH Konformität

asphericon fertigt gemäß der RoHS und REACH Verordnungen und garantiert dies auch mit entsprechenden Zertifikaten.

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Auf der Suche nach maßgeschneiderten Optiken?

Kundenspezifische Asphären

Sie suchen maßgeschneiderte asphärische Linsen für Ihre individuelle Anwendung?
Entdecken Sie unsere kundenspezifischen Asphären mit unübertroffener Oberflächenqualität und folgenden Spezifikationen:


  • Optiken für den UV/VIS/IR-Bereich
  • Individuelle optische Designs für alle Anwendungen
  • Beugungsbegrenzte Qualität mit einem Strehl-Verhältnis von bis zu 0,99
  • Hervorragende Oberflächenqualität mit Rauheitswerten von nur 5 Å
  • Hochwertige optische Beschichtungen



Möglichmacher Möglichmacher - Zertifizierte Prozesse & Qualität
Vom Prototypenbau, über kleine Stückzahlen hin zu Großserien: asphericon überzeugt mit Präzision, die Normen übertrifft. Wir erfüllen die Ansprüche der ISO 9001, fertigen gemäß RoHS und REACH Verordnungen.
Technologie Technologie - höchste Qualität, Flexibilität & Wirtschaftlichkeit
asphericon überzeugt nicht nur mit modernsten Fertigungstechnologien, sondern auch mit einzigartigen High-End-Finishing-Verfahren, ultrapräzisen Vermessungsmöglichkeiten und hochwertigen Beschichtungstechnologien.
Alles-aus-einer-Hand Alles-aus-einer-Hand - Individuelle Beratung & Betreuung
Von der Analyse und Konzeption bis hin zur finalen Umsetzung und Charakterisierung: auf Basis Ihrer Anforderungen erarbeiten wir das bestmögliche Optikdesign und achten auf optimale Entwicklungs- und Fertigungszeiten

Technische Daten kundenspezifische Asphären*

Standard-Qualität Präzisions-Qualität High-End-Finishing Diamond-Turning
Durchmesser 8-300 mm 4-250 mm 6-300 mm 1-420 mm
Mittendicke 2-60 mm 2-60 mm < 60 ab 0,5 mm
RMSi Unregelmäßigkeit 0,75-0,3 µm 0,09 µm < 0,015 µm 20 nm
Oberflächenrauheit 3 nm 1,5 nm 0,5 nm 1 nm
Scratch/Dig 60 - 40 40 - 20 10 - 5 für Ø <2"; 20 - 10 für Ø >2"
Vollflächige interferometrische Messung optional optional garantiert garantiert
Beschichtung kundenspezifisch
Material kundenspezifisch**
Fassung kundenspezifisch
RoHS & REACH Konformität zertifiziert
* Best-fit-Angaben | ** (fast alle Arten von Glas, Germanium, Silizium, IR-Linsen, Zerodur, ...)

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Sales Team Jena

StockOptics Asphären

Wählen Sie zwischen den Serien a|High-NA, a|Low-NA und a|FusedSilica sowie bis zu drei verschiedenen Qualitätsstufen (Precision, Ultra und BeamTuning). Die auf Basis von CNC-Maschinen geschliffene und polierten Linsen erfüllen höchste Anforderungen an Fertigungsqualität und -toleranz:

  • Präzisionspolierte Asphären (a|High-NA aus S-LAH64, a|Low-NA aus N-BK7 und a|FusedSilica aus Quarzglas)
  • Qualitätsstufen: Precision (RMSi < 0,5 µm, Wellenfront RMS bis < 235), Ultra (RMSi bis < 0,1 µm; Wellenfront RMS bis < 51) und BeamTuning (RMSi < 0,02 m; Wellenfront RMS < 10)
  • CNC-geschliffen und poliert für höchste Oberflächenrauheit
  • Materialien: S-LAH64, N-BK7, Quarzglas
  • Durchmesser: 10 mm bis 100 mm
  • Mit hochwertigen AR- und V-Coatings erhältlich
  • Lieferung direkt ab Lager für kurze Lieferzeit
  • Dateien für optische Konstruktionen und Zeichnungen verfügbar (Zemax, CodeV, OSLO, VirtualLabTM)



Lieferung direkt ab Lager Lieferung direkt ab Lager - Webshop mit kurzen Lieferzeiten
Die Vorteile präzisionsgefertigter Asphären kombiniert mit den Kostenvorteilen einer Serienproduktion: Asphären der StockOptics Linie können über den Webshop direkt ab Lager geordert werden. Profitieren Sie von der schnellen Verfügbarkeit und unseren kurzen Lieferzeiten.
Hochwertige Fassungen Hochwertige Fassungen - Mit gravieren Spezifikationen
Optimal ausgerichtet, sind ausgewählte Asphären (DMR 12,5 mm - 25,4 mm) auch mit hochpräzisen Fassungen und einer Dezentrierung < 10 µm erhältlich. Mit den Linsenspezifikationen beschriftetet, ermöglicht dies einen unkomplizierten Einsatz.
Vielfältige Beschichtungen Vielfältige Beschichtungen - Individuelle Beratung & Betreuung
Steigern Sie die Effizienz Ihrer optischen Komponenten durch hochwertige Beschichtungen. asphericon fertigt optische Beschichtungen im Spektralbereich von UV (190 nm) bis in den nahen Infrarotbereich (5 µm) mit vernünftigen Lieferzeiten.

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Ungefasste Optiken


RMSi [nm]Diameter [mm]EFL [mm]NAλDesign [nm]MaterialCoating
Product
Code
RMSi
[nm]
Wavefront
RMS
[nm]
Diameter
[mm]
EFL
[mm]
NAf/dWD
[mm]
λDesign
[nm]
MaterialScratch-DigCoatingPrice
uncoated
Price
coated
AHL10-08-P-U 500 390 10 8 0.55 0.80 6.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 144.00 169.00 Angebot
AHL12-10-P-U 500 390 12.5 10 0.55 0.80 7.6 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 168.00 192.00 Angebot
AHL15-12-P-U 500 390 15 12 0.55 0.80 9.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 180.00 205.00 Angebot
AHL18-15-P-U 500 390 18 15 0.53 0.83 11.5 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 192.00 226.00 Angebot
AHL20-18-P-U 500 390 20 18 0.49 0.90 14.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 205.00 236.00 Angebot
AHL25-20-P-U 500 390 25 20 0.54 0.80 15.7 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 216.00 247.00 Angebot
AHL30-26-P-U 500 390 30 26 0.52 0.87 20.6 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 277.00 317.00 Angebot
AHL45-32-P-U 500 390 45 32 0.61 0.71 24.2 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 361.00 451.00 Angebot
AHL50-40-P-U 500 390 50 40 0.55 0.80 31.3 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 386.00 494.00 Angebot
AHL10-08-U-U 100 78 10 8 0.55 0.80 6.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 288.00 335.00 Angebot
AHL12-10-U-U 100 78 12.5 10 0.55 0.80 7.6 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 336.00 383.00 Angebot
AHL15-12-U-U 100 78 15 12 0.55 0.80 9.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 360.00 409.00 Angebot
AHL18-15-U-U 100 78 18 15 0.53 0.83 11.5 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 385.00 452.00 Angebot
AHL20-18-U-U 100 78 20 18 0.49 0.90 14.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 408.00 471.00 Angebot
AHL25-20-U-U 100 78 25 20 0.54 0.80 15.7 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 433.00 496.00 Angebot
AHL30-26-U-U 100 78 30 26 0.52 0.87 20.6 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 553.00 636.00 Angebot
AHL45-32-U-U 100 78 45 32 0.61 0.71 24.2 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 723.00 901.00 Angebot
AHL50-40-U-U 100 78 50 40 0.55 0.80 31.3 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 771.00 990.00 Angebot
ALL12-25-P-U 500 255 12.5 25 0.25 2.0 22.4 780 N-BK7 60-40 A / B / C 168.00 192.00 Angebot
ALL25-50-P-U 500 255 25 50 0.23 2.0 46.0 780 N-BK7 60-40 A / B / C 216.00 247.00 Angebot
ALL50-100-P-U 500 255 50 100 0.24 2.0 93.4 780 N-BK7 60-40 A / B / C 386.00 509.00 Angebot
ALL75-60-P-U 500 255 75 60 0.62 0.8 36.5 780 N-BK7 60-40 A / B / C 658.00 850.00 Angebot
ALL75-150-P-U 500 255 75 150 0.23 2.0 140.1 780 N-BK7 60-40 A / B / C 658.00 850.00 Angebot
ALL100-100-P-U 500 255 100 100 0.48 1.0 76.2 780 N-BK7 60-40 A / B / C 943.00 1288.00 Angebot
ALL100-200-P-U 500 255 100 200 0.23 2.0 187.4 780 N-BK7 60-40 A / B / C 943.00 1288.00 Angebot
ALL12-25-U-U 100 51 12.5 25 0.25 2.0 22.4 780 N-BK7 60-40 A / B / C 336.00 383.00 Angebot
ALL25-50-U-U 100 51 25 50 0.23 2.0 46.0 780 N-BK7 60-40 A / B / C 433.00 496.00 Angebot
ALL50-100-U-U 100 51 50 100 0.24 2.0 93.4 780 N-BK7 60-40 A / B / C 771.00 1019.00 Angebot
AFL12-10-P-U 500 235 12.5 10 0.58 0.833 5.7 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 355.00 399.00 Angebot
AFL12-15-P-U 500 235 12.5 15 0.39 1.2 12.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 326.00 372.00 Angebot
AFL12-20-P-U 500 235 12.5 20 0.29 1.6 17.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 326.00 372.00 Angebot
AFL25-17-P-U 500 235 25 17.5 0.64 0.7 10.0 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 530.00 595.00 Angebot
AFL25-20-P-U 500 235 25 20 0.56 0.8 12.6 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 508.00 584.00 Angebot
AFL25-25-P-U 500 235 25 25 0.48 1.0 17.0 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 486.00 562.00 Angebot
AFL25-30-P-U 500 235 25 30 0.39 1.2 23.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 404.00 469.00 Angebot
AFL25-40-P-U 500 235 25 40 0.29 1.6 34.6 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 404.00 469.00 Angebot
AFL25-50-P-U 500 235 25 50 0.23 2.0 45.1 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 404.00 469.00 Angebot
AFL25-75-P-U 500 235 25 75 0.15 3.0 70.9 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 404.00 469.00 Angebot
AFL25-100-P-U 500 235 25 100 0.11 4.0 96.3 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 404.00 469.00 Angebot
AFL50-40-P-U 500 235 50 40 0.56 0.8 25.2 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 786.00 873.00 Angebot
AFL50-50-P-U 500 235 50 50 0.48 1.0 37.0 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 763.00 853.00 Angebot
AFL50-60-P-U 500 235 50 60 0.39 1.2 48.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 763.00 853.00 Angebot
AFL50-80-P-U 500 235 50 80 0.29 1.6 70.6 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 763.00 853.00 Angebot
AFL50-100-P-U 500 235 50 100 0.25 2.0 91.5 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 709.00 820.00 Angebot
AFL12-10-U-U 300 140 12.5 10 0.58 0.833 5.7 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 377.00 420.00 Angebot
AFL12-15-U-U 300 140 12.5 15 0.39 1.2 12.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 371.00 415.00 Angebot
AFL12-20-U-U 300 140 12.5 20 0.29 1.6 17.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 371.00 415.00 Angebot
AFL25-17-U-U 300 140 25 17.5 0.64 0.7 10.0 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 568.00 633.00 Angebot
AFL25-20-U-U 300 140 25 20 0.56 0.8 12.6 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 535.00 633.00 Angebot
AFL25-25-U-U 300 140 25 25 0.48 1.0 17.0 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 513.00 611.00 Angebot
AFL25-30-U-U 300 140 25 30 0.39 1.2 23.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 469.00 535.00 Angebot
AFL25-40-U-U 300 140 25 40 0.29 1.6 34.6 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 469.00 535.00 Angebot
AFL25-50-U-U 300 140 25 50 0.23 2.0 45.1 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 469.00 535.00 Angebot
AFL25-75-U-U 300 140 25 75 0.15 3.0 70.9 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 469.00 535.00 Angebot
AFL25-100-U-U 300 140 25 100 0.11 4.0 96.3 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 469.00 535.00 Angebot
AFL50-40-U-U 300 140 50 40 0.56 0.8 25.2 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 830.00 917.00 Angebot
AFL50-50-U-U 300 140 50 50 0.48 1.0 37.0 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 808.00 895.00 Angebot
AFL50-60-U-U 300 140 50 60 0.39 1.2 48.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 808.00 895.00 Angebot
AFL50-80-U-U 300 140 50 80 0.29 1.6 70.6 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 808.00 895.00 Angebot
AFL50-100-U-U 300 140 50 100 0.25 2.0 91.5 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 763.00 896.00 Angebot
AFL25-50-D-U 20 10 25 50 0.23 2.0 45.1 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 755.00 844.00 Angebot
AFL25-75-D-U 20 10 25 75 0.15 3.0 70.9 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 755.00 844.00 Angebot
AFL25-100-D-U 20 10 25 100 0.11 4.0 96.3 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 755.00 844.00 Angebot
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Gefasste Optiken


RMSi [nm]Diameter [mm]EFL [mm]NAλDesign [nm]MaterialCoating
Product
Code
RMSi
[nm]
Wavefront
RMS
[nm]
Diameter
[mm]
EFL
[mm]
NAf/dWD
[mm]
λDesign
[nm]
MaterialScratch-DigCoatingPrice
uncoated
Price
coated
AHM12-10-U-U 100 78 12.5 10 0.55 0.80 7.6 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 428.00 471.00 Angebot
AHM15-12-U-U 100 78 15 12 0.55 0.80 9.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 450.00 504.00 Angebot
AHM18-15-U-U 100 78 18 15 0.53 0.83 11.5 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 477.00 544.00 Angebot
AHM20-18-U-U 100 78 20 18 0.49 0.90 14.0 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 500.00 561.00 Angebot
AHM25-20-U-U 100 78 25 20 0.54 0.80 15.7 780 S-LAH64 60-40 A / B / C 525.00 588.00 Angebot
ALM12-25-U-U 100 51 12.5 25 0.25 2.0 22.4 780 N-BK7 60-40 A / B / C 428.00 471.00 Angebot
ALM25-50-U-U 100 51 25 50 0.23 2.0 46.0 780 N-BK7 60-40 A / B / C 525.00 588.00 Angebot
AFM12-10-U-U 300 140 12.5 10 0.58 0.833 5.7 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 467.00 510.00 Angebot
AFM12-15-U-U 300 140 12.5 15 0.39 1.2 12.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 459.00 502.00 Angebot
AFM12-20-U-U 300 140 12.5 20 0.29 1.6 17.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 459.00 502.00 Angebot
AFM25-17-U-U 300 140 25 17.5 0.64 0.7 10.0 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 658.00 756.00 Angebot
AFM25-20-U-U 300 140 25 20 0.56 0.8 12.6 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 630.00 729.00 Angebot
AFM25-25-U-U 300 140 25 25 0.48 1.0 17.0 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 611.00 710.00 Angebot
AFM25-30-U-U 300 140 25 30 0.39 1.2 23.3 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 568.00 633.00 Angebot
AFM25-40-U-U 300 140 25 40 0.29 1.6 34.6 285 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 568.00 633.00 Angebot
AFM25-50-U-U 300 140 25 50 0.23 2.0 45.1 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 568.00 633.00 Angebot
AFM25-75-U-U 300 140 25 75 0.15 3.0 70.9 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 552.00 633.00 Angebot
AFM25-100-U-U 300 140 25 100 0.11 4.0 96.3 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 568.00 633.00 Angebot
AFM25-50-D-U 20 10 25 50 0.23 2.0 45.1 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 848.00 945.00 Angebot
AFM25-75-D-U 20 10 25 75 0.15 3.0 70.9 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 848.00 945.00 Angebot
AFM25-100-D-U 20 10 25 100 0.11 4.0 96.3 355 Fused Silica 20-20 A / B / C / X / Y / K / L / M 848.00 945.00 Angebot
Preise pro Stück und in EUR. Verkauf nur an Gewerbekunden. Alle Preise verstehen sich exklusive MwSt.

Beschichtungsmöglichkeiten*

AR-Coatings V-Coatings
A: RMAX <1.0%, RAVG ≤0.4%, 400-600 nm, AOI=0° K: R < 0.25%, 355 nm, AOI=0°
B: RMAX <1.0%, RAVG ≤0.4%, 600-1050 nm, AOI=0° L: R < 0.25%, 532 nm, AOI=0°
C: RMAX <1.0%, RAVG ≤0.4%, 1000-1600 nm, AOI=0° M: R < 0.25%, 1064 nm, AOI=0°
X: RMAX <1.0%, RAVG ≤0.4%, 240-380 nm, AOI=0°
Y: RMAX <1.0%, RAVG ≤0.4%, 320-450 nm, AOI=0°
* Kundenspezifische Beschichtungen auf Anfrage erhältlich.

📎 StockOptics Katalog Europa 2024


High-NA Asphären
Low-NA Asphären
FusedSilica Asphären

Referenzprojekte

Asphären für experimentellen Fusionsreaktor
Eine neue Form der thermische Heliumstrahldiagnostik ermöglicht hochaufgelöste Messungen der Elektronentemperatur und -dichte von Plasma. Anwendung findet das Verfahren der Linienspektroskopie an ASDEX Upgrade, der Versuchsanlage für Fusionsreaktoren des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik.
Optiken für Sentinel-4
Als Teil des Copernicus-Programms, ein Gemeinschaftsprojekt der EU und der ESA (European Space Agency), umfasst die Mission des Sentinel-4 Satelliten die vollständige Überwachung Europas und Nordafrikas zur Erfassung hochpräziser Echtzeitdaten über die Zusammensetzung der Atmosphäre.
Asphären zur Lagebestimmung von Sternen
Satelliten sind für die Beobachtung der Erde, Klimaüberwachung und Navigation unerlässlich. Wichtiger Erfolgsfaktor für derartige (Forschungs)Projekte ist die autonome Positionsbestimmung von Satelliten.
Asphären für ein Fluoreszenzmikroskop
Ziel dieses Kundenprojektes war die Entwicklung eines Objektives für ein Fluoreszenzmikroskop durch das Institut für Angewandte Physik der Universität Bonn.



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Weiterführende Informationen

Korrektur von Aberrationen
Bei sphärischen Linsen entstehen zwangsläufig Abbildungsfehler, sogenannte sphärische Aberrationen (vgl. Abbildung Seitenanfang). Die Folge dieser ist eine leicht verschwommene, unscharf wirkende Abbildung, da die Lichtstrahlen nicht in einem Brennpunkt auf die optische Achse auftreffen. Die Strahlen werden in Abhängigkeit ihres Abstandes zur optischen Achse unterschiedlich stark gebrochen: diejenigen, die durch die Randzonen der Linse gehen, werden stärker gebrochen. Eine asphärische Linse hingegen ist rotationssymmetrisch, mit einer oder mehreren nicht-sphärischen Oberflächen, die von der Form einer Kugel abweichen. Diese Oberflächen ändern ihren Krümmungsradius mit wachsendem Abstand von der optischen Achse. Dank rotationssymmetrischer Fläche können asphärische Linsen Aberrationen korrigieren Abbildung: Entstehung von Aberration bei einer sphärischen Linse (links) und Korrektur bei Verwendung einer asphärischen Linse (rechts). Ebendiese Eigenschaften ermöglichen, dass sich die Lichtstrahlen in einem Punkt treffen und die sphärische Aberration korrigiert wird. Dank modernster Fertigungstechnologien ist es asphericon möglich, asphärische Linsen mit höchster Präzision auch in Serie zu fertigen.
Was sind asphärische Linsen? - Mathematische Beschreibung
Aufgrund der abweichenden Form zur Kugel, bedarf es einer komplexeren Umschreibung der rotationssymmetrischen asphärischen Optik. Traditionell können asphärische Linsenoberflächenprofile mit der folgenden Formel beschrieben werden.

z ( h ) = h 2 R ( 1 + 1 ( 1 + k ) h 2 R 2 ) + i = 2 n A 2 i h 2 i

z = Pfeilhöhe
h = Abstand senkrecht zur optischen Achse (Einfallshöhe)
R = Radius
k = konische Konstante
A2i = asphärische Koeffizienten des Korrekturpolynoms

Ist der jeweilige asphärische Koeffizient einer rotationssymmetrischen Asphäre gleich null, wird das resultierende Flächenprofil als konisch angesehen. In Abhängigkeit zur konischen Konstante k, dient eine der folgenden Kegelschnitte als Oberflächenformbeschreibung:

k = 0 - Kugel
k > -1 - Ellipsoid
k = -1 - Paraboloid
k < -1 - Hyperboloid

Mit der im Jahr 2015 erneuerten ISO 10110 gibt es eine Alternative zur traditionellen Beschreibung asphärischer Oberflächen. Basierend auf orthonormalen Polynomen, kann mit Hilfe dieser der reale Durchbiegungsunterschied zur am besten angepassten Kugelform der asphärischen Linse modelliert werden. Die neue Formel beinhaltet zusätzlich den Oberflächenquotienten Qm und lautet:

z ( h ) = h 2 R [ 1 + 1 h 2 R 2 ] + ( h h 0 ) 2 [ 1 ( h h 0 ) 2 ] 1 ( h R ) 2 m = 0 N A m Q m ( h 2 h 0 2 )
Mit der überarbeiteten Formel ergeben sich weitreichende Vorteile, die die Oberflächenbeschreibung vereinfachen. Ein großer Vorteil ist, dass zur Beschreibung des Oberflächenprofils weniger signifikante Ziffern erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich hinsichtlich der Durchbiegungsabweichung. Diese kann geschätzt werden, indem der größte Koeffizient Am mit der maximalen Amplitude für die Ordnung dieses Koeffizienten multipliziert wird.
Asphärisches Oberflächenprofil

Vergleich der drei häufigsten Oberflächenformfehler (Formfehler, Welligkeit und Oberflächenrauheit) nach Gestalt und Art der Abweichung
Abbildung: Vergleich der drei häufigsten Oberflächenformfehler (Formfehler, Welligkeit und Oberflächenrauheit) nach Gestalt und Art der Abweichung

Die drei am häufigsten angegebenen Fehler der Oberflächenform sind:

• Formfehler,
• Welligkeit und
• Oberflächenrauheit.

Sie stellen Abweichungen der realen zur idealen Oberfläche dar, so auch für die asphärische Linse. Die Parameter zur Beschreibung des Oberflächenprofils ermöglichen nach der Bearbeitung eine Aussage über die Güte des gefertigten Linsenprofils. Eine hohe Oberflächenqualität kann unteranderem durch eine hohe Prozessstabilität realisiert werden.

Formfehler
Der Formfehler beschreibt die Höhenunterschiede vom tiefsten zum höchsten Punkt der Prüfoberfläche. Bildlich wird von Berg zu Tal gesprochen, weshalb der Formfehler über den PV-Wert, peak-to-valley, angegeben wird. Für die Kontrolle der Oberfläche einer asphärischen Linse ist der PV-Wert einer der wichtigsten Oberflächenspezifikationen. Ausgewertet wird dieser in Wellen oder in Ringen (Fringes). Außerdem ist die Angabe als RMS- oder Mikrometer-Abweichung möglich. Der RMS-Wert (Root Mean Square) beschreibt die mittlere quadratische Differenz von IST- zu SOLL-Fläche unter Berücksichtigung der Fehlerfläche.

Welligkeit
Welligkeitsfehler auf einer asphärischen Linse können z.B. durch Polierwerkzeuge während des Bearbeitungsprozesses entstehen. Diese Oberflächenabweichung ist also anwendungsspezifisch. Die Welligkeit hat eine längere Wellenlänge als die Rauheit, weshalb zu ihrer Untersuchung die kurzen Wellenlängen herausgefiltert werden. Lediglich tiefe Frequenzen dürfen passieren. Oft wird auch vom Neigungsfehler gesprochen, welcher über eine definierte Länge untersucht wird. Eine Angabe von Welligkeitstoleranzen ist nur notwendig, wenn die Welligkeit Auswirkungen auf die optische Aufgabe der asphärischen Linse hat.

Oberflächenrauheit
Die Oberflächenrauheit beschreibt kleinste Unregelmäßigkeiten auf der optischen Oberfläche. Daher werden zur Analyse nur die kurzen Wellenlängen untersucht und tiefe Frequenzen herausgefiltert. Oberflächenrauheit gilt als Maß für die Güte von Poliervorgängen. Der Einfluss auf optische Anwendungen der asphärischen Linse kann oft entscheidend sein. So kann ein hohes Maß an Rauheit zu einem schnelleren Verschleiß der Asphäre führen, sobald hohe Leistungen, wie z.B. die eines Lasers, auf sie wirken. Zudem mindern Streuungen die Qualität der Messergebnisse, weshalb eine geringe Oberflächenrauheit als hohes Qualitätsmerkmal gilt. In Bereichen wie der Messtechnik oder Luft- und Raumfahrt ist dies von besonderer Wichtigkeit. Die Bestimmung der Oberflächenrauheit gehört vor allem für hochwertige asphärische Linsen zum Herstellungsprozess dazu.

asphericons Standards in der Produktion hochpräziser Optiken

Herstellung asphärischer Optiken durch Schleifen und Polieren

asphericon hat sich auf die Herstellung asphärischer Linsen durch Schleifen, Polieren, Diamantdrehen sowie einem High-End Finishing spezialisiert. Dabei wird ein Rohling verschiedenen Arbeitsschritten unterzogen:

• Schleifen bzw. Diamantdrehen zur Formgebung,
• Geschliffene asphärische Linse polieren,
• Vermessung zur Form- und Oberflächenprüfung,
• Vermessung und Bearbeitung der asphärischen Optik mittels eines High-End Finishings.

Schleifen und Polieren
Rohlinge sind bereits geformte Linsen und das Ausgangsmaterial für den weiteren Prozess zur Herstellung einer asphärischen Linse. Im ersten Arbeitsschritt wird der Rohling geschliffen, um ihm seine gewünschte Form zu geben. Für diesen komplexen Vorgang werden verschiedene Schleifwerkzeuge und Technologien eingesetzt. Die Fähigkeit zur Simulation der einzelnen Prozessschritte durch asphericons einzigartige CNC-Steuerungssoftware erlaubt eine Realisierung in bisher nicht dagewesener Form, für hohe Flexibilität und Verlässlichkeit während des gesamten Prozesses. Im Folgenden nimmt der Polierprozess einen wichtigen Teil der Herstellung ein. Schritt für Schritt wird die Oberfläche überarbeitet, um die gewünschten Anforderungen zu erzielen (z.B. die Oberflächenformabweichung). Das Polieren kann durch ein Spanen mit geometrisch unbestimmtem, sehr feinem Korn, aber auch einen chemischen Abtrag stattfinden. Eine fertig polierte Linse verfügt über eine blanke Oberfläche ohne Poren und Tiefenrisse sowie die gewünschte Formgenauigkeit und Oberflächengüte.

Diamantdrehen
Der Diamantdrehprozess ist ein alternatives Bearbeitungsverfahren zur Formgebung einer asphärischen Linse. Zur Bearbeitung der Linsenoberfläche wird ein monokristalliner Diamant eingesetzt. Dieser ist im Gegensatz zu den Schleifwerkzeugen wesentlich kleiner und filigraner. Aufgrund seiner hohen Härte ist eine ultrapräzise Zerspanung der Linse möglich, wodurch eine verbesserte Oberflächengüte erzielt wird. Mittels Diamantdrehen können, neben einer asphärischen Linse aus Kunststoff, auch Nichteisenmetalle, Nickel-Phosphor-Schichten, Kristalle und IR-Gläser bearbeitet werden.

Vermessung der asphärischen Optik
Die vollflächige präzise Vermessung asphärischer Linsen und anderer Optiken bei asphericon umfasst taktile und optische Verfahren Die anschließende Vermessung der asphärischen Linse dient der Prüfung von Form- und Oberfläche, um ggf. bestehende Abweichungen feststellen und korrigieren zu können. Eine asphärische Linse kann in Abhängigkeit vom Bearbeitungszustand und der Genauigkeit taktil und optisch bzw. berührungslos vermessen werden. Die vollflächige präzise Vermessung asphärischer Linsen und anderer Optiken bei asphericon umfasst:

• Taktile Messverfahren bis zu einem Durchmesser von 260 mm
• Vollflächige, berührungslose Messung bis zu 420 mm
• Berührungslose Mittendickenmessung
• Rauheitsmessung Ra < 0,5 nm RMS, Messfeld bis zu 1x1 mm
• Messung von Freiformen, Formen und Lagetoleranzen, Rauheit
• Messung/Positionsprüfung von Halterungen, gefassten asphärischen Linsen und kompletten Systemen
• Konfokale 3D-Defekt-Charakterisierung

Taktile Oberflächenvermessung
Bei taktilen Messverfahren wird die Oberfläche einer Optik mit einem Taster abgefahren. Ermittelt werden die Höhendifferenzen der abgefahrenen Oberflächenstrecke zur SOLL-Oberfläche des Messobjektes. Die ermittelten Daten der Höhenunterschiede werden anschließend von einer Software analysiert und ausgewertet. Zur genauen Bestimmung der Oberflächenkontur ist ein starres Tastsystem, sowie eine möglichst konstante Anpresskraft der Tastkugel nötig. Zu den komplexeren taktilen Messgeräten zählen z.B. das 3D Koordinatenmessgerät und der Formtester Mahr MFU, beide im Einsatz bei asphericon.

Interferometrische Oberflächenvermessung
Weitaus gängiger sind interferometrische Messverfahren zur Prüfung einer asphärischen Oberfläche. Interferometer basieren auf dem Prinzip der Interferenz, d.h. der Überlagerung zweier kohärenter Lichtwellen (dem Prüfstrahl und dem Referenzstrahl). Ein charakteristisches Interferenzstreifenmuster entsteht, welches zur Auswertung der optischen Oberfläche herangezogen wird. Die Interferenzstreifen sind Intensitätsunterschiede, die durch eine Phasenverschiebung der Prüf- zur Referenzwelle entstehen. D.h. Oberflächenabweichungen der asphärischen Linse von der idealen Form werden sichtbar. Zur Vermessung einer asphärischen Linse ist teilweise ein computergeneriertes Hologramm (CGH) ergänzend notwendig, um die asphärische Referenzwellenfront zu erzeugen. Eine solche Messung wird bei phasenverschiebenden Messverfahren mit mehreren Verschiebungen der Referenzfläche wiederholt, wodurch eine vollflächige Fehlerkarte der zu vermessenden asphärischen Linse entsteht. Ganz ohne CGHs misst das Messsystem MarOpto TWI 60, das seit 2017 von asphericon genutzt wird und als Vorreiter in der optischen Messtechnik gilt. Das moderne Interferometer misst mittels unterschiedlich gekippter Wellenfronten und prüft so asphärische Linsen und Freiformen in Sekundenschnelle.
Anwendungsbeispiele der asphärischen Linse
Die Anwendungsmöglichkeiten asphärischer Optiken ergeben sich hauptsächlich aus ihren Vorteilen gegenüber einer sphärischen Optik. Größter Vorteil sind die Korrektur von sphärischen Aberrationen und die damit einhergehenden besseren Abbildungseigenschaften.

Fernrohre beispielsweise, sind mittlerweile vielfach asphärischer Natur, vor allem solche, mit größerem Durchmesser. Auch in Zoomobjektiven werden asphärische Linsen verbaut. Sie verringern hierbei nicht nur die Systemgröße, sondern steigern auch die Bildqualität im Vergleich zu Anwendungen mit sphärischen Linsen.

Zur Sternenbeobachtung, aber auch in der Luft- und Raumfahrt können asphärische Linsen eingesetzt werden. Beispielsweise enthält der Satellit Sentinel-4 asphärische Optiken von asphericon in seinen Spektrometern. Für den Einsatz im All müssen die Optiken nicht nur hervorragende optische Eigenschaften aufweisen, sondern auch extremen Umweltbedingungen standhalten. Erfahren Sie hier mehr zum Sentinel-4-Projekt.

Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Laserstrahlformung, wie die Erzeugung von Top-Hat Profilen. In einem Strahlformungssystem mit zwei asphärischen Linsen zur Erzeugung von Top-Hat Verteilungen beispielsweise, verteilt die erste Linse die eingehenden Laserstrahlen (Gauß Verteilung) zunächst so um, dass sich in einem bestimmten Abstand eine homogene Intensitätsverteilung einstellt. Mit der Zweiten wird das Strahlenbündel anschließend kollimiert – die charakteristische Top-Hat Verteilung entsteht. Von Interesse sind solche asphärischen Anwendungen beispielsweise in der Materialbearbeitung (z.B. Schneiden von Metall), aber auch der Medizin (z.B. Dermatologie). Eine detaillierte Beschreibung zur Laserstahlformung mit asphärischen Linsen und weitere Anwendungsbeispiele finden Sie auf unserem Blog.

Auch bildgebende ophthalmologisch-instrumentale Verfahren arbeiten mit asphärischen Linsen. Verbaut in speziellen Instrumenten, unterstützen sie präventive und postoperative Untersuchungen, Behandlungen und Diagnosen am Auge, wie z.B. Augenhintergrunduntersuchungen mittels Spaltlampe oder Funduskamera. Neben einer hochauflösenden Bildgebung garantieren asphärische Linsen eine kompaktere Bauweise der ophthalmologischen Beobachtungssysteme sowie sehr gute Abbildungsqualitäten.

In industriellen Bereichen wie der Fertigung, Qualitätskontrolle oder der Robotik bedarf es hochwertiger Kamerasysteme. Diese sind mit Objektiven ausgestattet, welche auf asphärischen Linsen basieren können. Selbst unter schwierigsten Bedingungen, wie z.B. hohen Temperaturen unter ständigem Einsatz, müssen die Objektive standhalten. Ihre Aufgabe ist es, das vom Objekt gestreute Licht auf einen lichtempfindlichen Sensor zu fokussieren. Unter Durchlauf weiterer verschiedener Prozessschritte gelangen auf diesem Weg wichtige Daten zu ihrem Zielort.

Eine für den Markt noch neue Anwendung asphärischer Linsen liegt im Bereich der Messtechnik. Ihr Einsatz kann hierbei die Gesamtanzahl verwendeter Linsen in einem Fizeau Objektiv deutlich reduzieren und außerdem den möglichen Messbereich vergrößern. Weiterer Vorteil: das Objektiv wird durch den Einsatz weniger Linsen auch deutlich leichter. Informationen zur Verwendung asphärischer Linsen in Objektiven finden Sie in der Referenz zu unserem asphärischen Fizeau Objektiv.



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