Методы обработки и применение оптических элементов (линзы)

Балабуха, Н. П. Влияние переотражений между линзой и объектом на точность измерения его ЭПР в рупорной безэховой камере [Электронный ресурс] / Н. П. Балабуха, Н. Л. Меньших, В. С. Солосин // Современная электродинамика. – 2022. – № 2. – С. 10–15. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_50011054_91169412.pdf. – Дата доступа: 03.02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Численно исследована одна из важнейших характеристик измерительного стенда – погрешность измерения ЭПР объекта. Рассмотрено моделирование измерения ЭПР диска в рупорной безэховой камере с линзой. Проведено сравнение «измерения» ЭПР диска при использовании линзы с просветлением и без. Для нормировки в качестве эталонного объекта рассматривался этот же диск. Это сделано специально для того, чтобы максимально скомпенсировать погрешности измерения ЭПР диска, связанные с неравномерностью распределения поля в рабочей зоне камеры. Таким образом, в рассматриваемом случае основным фактором, вызывающим погрешности измерения ЭПР объекта, является наличие переотражения между диском и линзой. Результаты исследования показали, что просветленная линза может существенно снижать погрешность определения ЭПР объекта, причем в полосе частот, а не только на частоте просветления. При частоте просветления 600 МГц просветленная линза обеспечивает существенное увеличение точности измерения ЭПР объекта в полосе частот 400–800 МГц.

Белозерцев, Ю. В. Плоские сканирующие антенные решетки СВЧ с диаграммообразующей системой на основе аплaнатической линзы [Электронный ресурс] // Ю. В. Белозерцев, М. А. Галуза, А. И. Климов // Вестник Воронежского института МВД России. – 2022. – № 3. – С. 115–123. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_49509064_85265633.pdf. – Дата доступа: 03.02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Представлены результаты имитационного компьютерного моделирования и анализа характеристик двух новых образцов плоских полосковых антенных решеток с линейной поляризацией с коэффициентом усиления 20–24 дБ и однокоординатным сканированием диаграммы направленности в полосе частот 24–24,25 ГГц. Отличительной особенностью антенн является использование диаграммообразующей системы (ДОС) с электрической коммутацией пар соседних входов, построенной на основе плоской апланатической линзы из однородного диэлектрика с показателем преломления 1,6. Использование попарной коммутации соседних входов ДОС обеспечивает довольно низкий уровень боковых лепестков диаграммы направленности (–15…–20) дБ в секторе сканирования до ±30°. В ортогональной плоскости уровень боковых лепестков диаграммы направленности не превышает –18,5 дБ. Предложены варианты изготовления линзовой структуры ДОС. Подобные антенны могут быть использованы в аппаратуре систем радиосвязи, радиолокации и радиоуправления диапазонов СВЧ и КВЧ.

Грезев, Н. В. Оптимизация параметров оптической схемы фокусирования излучения мощного волоконного лазера для сварки сталей больших толщин [Электронный ресурс] / Н. В. Грезев, И. Н. Шиганов, А. А. Васильев // Фотоника. – 2022. – Т. 16, № 3. – С. 198–211. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_48479052_85341164.pdf. – Дата доступа: 03.02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Представлены результаты расчетов параметров оптической схемы проникновения излучения мощных волоконных лазеров в материалы большой толщины. Показано, что реализация оптической схемы из коллимирующей линзы с фокусным расстоянием 160 мм (С160) и фокусирующей линзы, короткофокусной (F250) или длинофокусной (F400), дает наилучшие оптические характеристики, необходимые для плавления материалов большой толщины. В системе фокусировки IPG FLW D50 реализованы оптимальные параметры оптической схемы. Экспериментально показано, что выбранные параметры оптической схемы позволяют получить качественный сквозной проплав на сталях толщиной до 12 мм. Предпочтительной оптической схемой для сварки материалов большой толщины следует считать соотношение С160/F400.

Гурин, Н. А. Изготовление дифракционного оптического элемента методом прецизионного алмазного микроточения [Электронный ресурс] / Н. А. Гурин // Интерэкспо Гео-Сибирь. – 2022. – Т. 8, № 1. – С. 27–32. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_49399283_83459756.pdf. – Дата доступа: 03.02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Рассмотрен процесс изготовления дифракционного оптического элемента методом прецизионного алмазного микроточения на примере дифракционной линзы. Процесс состоит из подготовительного этапа и этапа изготовления заданного дифракционного элемента на специализированном оборудовании с компьютерным программным управлением. Подготовительный этап включает в себя подбор специального алмазного резца с ответным вылетом угла резца относительно рассчитанной микроструктуры дифракционного элемента, подготовку и изготовление необходимой оснастки, в том числе креплений, с помощью которых устанавливается и юстируется оптическая деталь, на поверхности которой формируется дифракционная линза. На следующем этапе в программное обеспечение компьютера вносятся заданные значения параметров зон линзы, значения параметров алмазного резца, и запускается сам процесс изготовления дифракционной линзы.

Калошин, В. А. Синтез бифокальных диэлектрических линз [Электронный ресурс] / В. А. Калошин, Ви Ут Нам // Журнал радиоэлектроники : [Электронный журнал]. – 2022. – № 2. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_48310864_54538247.pdf. – Дата доступа: 03.02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Развита методика точного решения двумерной и трехмерной задач геометрооптического синтеза диэлектрических бифокальных линз. Методика основана на последовательном нахождении участков поверхности линзы с заданием начального участка одной из поверхностей. Начальный участок другой поверхности линзы находится в результате синтеза плоского фронта для центрального положения луча. Методика обеспечивает непрерывность функций, описывающих поверхности линзы, а также их первой и второй (для двумерной задачи) производной. Исследована зависимость величины среднеквадратической аберрации от параметров линзы. В качестве примера синтезированы и оптимизированы двумерные бифокальные линзы для углов зрения 40⁰ и 90⁰, а также трехмерная бифокальная линза для угла зрения 90⁰.

Карнаушкин, П. В. Методика первичной юстировки канального оптического волновода и волоконной линзы с помощью системы технического зрения [Электронный ресурс] / П. В. Карнаушкин, М. С. Скляренко // Компьютерная оптика. – 2022. – Т. 46, № 1. – С. 71–82. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_48061301_53549477.pdf. – Дата доступа: 03.02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Разработана методика первичной юстировки волоконной линзы и канального волновода фотонной интегральной схемы с использованием методов компьютерного зрения. Описана конструкция и основные узлы системы технического зрения с освещением юстируемых объектов в отраженном свете. Методика включает поиск пространственного положения торца фотонной интегральной схемы, зафиксированной под углом 90 ± 1⁰ к горизонтальной оси кадра, поиск координат кончика и угла волоконной линзы и последующую корректировку положения волоконной линзы с помощью системы манипуляторов. Представлены метод поиска и отбора единственной линии, соответствующей торцу фотонной интегральной схемы, с помощью преобразования Хафа; способы группировки разрывных контуров волоконной линзы и поиска истинного контура на основе априорной информации о геометрии линзы; варианты подавления шумов и учета различных дефектов на изображениях. Экспериментально показано, что погрешность определения угла волоконной линзы зависит от расстояния между линзой и торцом фотонной интегральной схемы. Установлено, что представленная методика позволяет определять продольное и угловое смещения между волоконной линзой и торцом фотонной интегральной схемы с абсолютными значениями погрешностей <4 мкм и <0,05° соответственно.

Прогрессивная технология обработки оптических деталей [Электронный ресурс] / А. С. Козерук [и др.] // Наука и техника. – 2022. – Т. 21, № 5. – С. 361–366. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_49545011_87953164.pdf. – Дата доступа: 03.02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Отмечены проблемы современной технологии обработки линз для оптических приборов, среди которых наибольшее влияние на качество деталей оказывает их температурная деформация в процессе блокировки наклеечной смолой. Обосновано, что данная проблема может быть решена с использованием технологии, позволяющей обрабатывать одновременно обе поверхности заготовки линзы при ее фиксации за нерабочую поверхность с помощью фотополимерной смолы, затвердевающей под воздействием ультрафиолетового излучения. Предложена схема устройства для реализации предлагаемой технологии обработки деталей с исполнительными сферическими поверхностями, в частности линз, при их вертикальной ориентации в зоне обработки, что улучшает распределение абразивной суспензии в процессе формообразования и тем самым способствует повышению интенсивности съема припуска. Выполнено математическое моделирование характера обработки сферических поверхностей деталей оптических приборов в условиях силового замыкания и получена формула для расчета путей трения в зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью. Использование этого выражения позволяет выявить оптимальные режимы формообразования линз, при которых обеспечиваются удовлетворительные их качество и уровень интенсивности съема припуска.

Aspheric lens processing of chalcogenide glass via combined PGM-SPDT process [Electronic resource] / T. Zhou [et al.] // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2022. – Vol. 120. – P. 5855–5864. – DOI: 10.1007/s00170-022-09112-4. – Режим доступа: https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-022-09112-4. – Дата доступа: 03.02.2023.

Переведенное заглавие: Обработка асферических линз из халькогенидного стекла комбинированным процессом PGM-SPDT.

Благодаря способности халькогенидного стекла пропускать инфракрасные лучи, низкому температурному коэффициенту показателя преломления и низкому коэффициенту дисперсии, данное стекло широко изучается учеными. Точная формовка стекла (линзы) (PGM) и обработка алмазно-токарным станком с однолезвийным инструментом (SPDT) – это высокоэффективные и высокоточные методы обработки халькогенидного стекла. Однако высокая степень размягчения материала в условиях высокой температуры приводит к аномальному выделению газа и сильной адгезии к форме, что ухудшает качество поверхности. Хотя обработка алмазно-токарным станком обычно облегчает высокоточную обработку, ее эффективность ограничена, так как из-за высокой твердости и хрупкости халькогенидного стекла при длительной обработке больших площадей происходит сильный износ инструмента. Предложен новый процесс, сочетающий преимущества технологии PGM и SPDT, для изготовления асферических линз на основе халькогенида (IRG202) путем сверхточной и высокоэффективной механической обработки. Точная формовка халькогенидной линзы снижает потери при резании и при обработке асферических линз алмазно-токарным станком с однолезвийным инструментом. Обработанные асферические линзы имеют высокое качество. Погрешность формы составила PV 103,5 нм, а шероховатость поверхности Ra 8,3 нм. Эффективность обработки каждой отдельной линзы повышается почти в 8 раз по сравнению с традиционным методом. Предложенный процесс изготовления асферических линз из халькогенидного стекла обеспечит высокую точность даже в условиях массового производства.

Chun-Wei Liu. Analysis of the optical quartz lens centering process based on acoustic emission signal processing and the support vector machine [Electronic resource] / Chun-Wei Liu, Shiau-Cheng Shiu, Kai-Hung Yu // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2022. – Vol. 119. – P. 6321–6334. – DOI: 10.1007/s00170-021-08385-5. – Режим доступа: https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-021-08385-5. – Дата доступа: 03.02.2023.

Переведенное заглавие: Использование обработки сигналов звуковой эмиссии и машины опорных векторов для анализа процесса центрирования оптической кварцевой линзы.

Предложен метод анализа процесса центрирования линз из оптического стекла. Проведены эксперименты с плосковыпуклыми кварцевыми линзами для определения интенсивности съема материала (MRR). Для проведения исследования была использована технология обработки сигналов акустической эмиссии и восстановление первоначальной формы линзы. Проведена оценка интенсивности съема материала MRR, и была получена погрешность в 17,87%. Метод Тагучи был объединен с анализом сигналов для оптимизации параметров процесса, и машина с опорным вектором была обучена классифицировать качество шлифовального круга; точность данной модели составила 98,8%. Используя предложенный метод анализа, качество заготовки контролировалось по следующим параметрам: шероховатость поверхности кромки <2 мкм, погрешность округлости линзы <0,01 мм, длина трещины <E0.1 и погрешность оптической оси <150 мкрад.

Lovetskiy, K. P. Profile thickness synthesis of thin-film waveguide Luneburg lens = Синтез толщины профиля тонкоплёночной волноводной линзы Люнеберга [Electronic resource] / K. P. Lovetskiy, A. L. Sevastianov, A. V. Zorin // Discrete & Continuous Models & Applied Computational Science. – 2022. – Vol. 30, iss. 4. – P. 357–363. – Электронная копия доступна на сайте Научной электронной библиотеки eLibrary. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_50012905_90346810.pdf. – Дата доступа: 02.2023. – Доступ для зарегистрированных пользователей.

Показана связь между фокусирующей неоднородностью эффективного показателя преломления волноводной линзы Люнеберга и неравномерностью толщины волноводного слоя, порождающей эту неоднородность. Для закона дисперсии нерегулярного тонкоплёночного волновода в модели адиабатических мод волновода решена задача математического синтеза и компьютерного проектирования профиля толщины волноводного слоя для тонкоплёночной обобщённой волноводной линзы Люнеберга с заданным фокусным расстоянием. Расчёты проведены в нормированных специальным образом координатах для адаптации используемых соотношений к компьютерным расчётам. Полученное решение сравнивалось с таким же решением в рамках метода сечений. Работоспособность алгоритма, реализованного в Delphi, была продемонстрирована путём построения дисперсионных кривых и семейства дисперсионных кривых, показывающих критическую сходимость. В качестве дополнительного результата были синтезированы профили толщины дополнительного нерегулярного по толщине волноводного слоя, образующего тонкоплёночную обобщённую волноводную линзу Люнеберга. Этот результат обобщает результаты Саутвелла.