先進的計量技術(shù)_非球面輪廓儀的歷程（二）

日期：2025-11-03 17:30

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摘要：自由曲面(FREE -FORM）技術(shù)，是用于非對稱復雜光學設(shè)計表面加工的技術(shù)。這項技術(shù)已經(jīng)在國際優(yōu)異鏡片行業(yè)得到較為廣泛的應用。自由曲面鏡片的特點：視場受限制問題得到明顯改善、光學性能可被優(yōu)化至*佳、個性化設(shè)計成為可能。對于非球面而言，一般可以用公式來描述。在光學系統(tǒng)的優(yōu)化中，當非球面的優(yōu)化系數(shù)個數(shù)大于10時，優(yōu)化變量的變化對優(yōu)化的結(jié)果提高并沒有很大的作用。因為當優(yōu)化系數(shù)的個數(shù)大于10時，不同非球面之間的系數(shù)會有一個相互制約的作用，非球面優(yōu)化系數(shù)的增加并不能從...

自由曲面(FREE -FORM）技術(shù)，是用于非對稱復雜光學設(shè)計表面加工的技術(shù)。這項技術(shù)已經(jīng)在國際優(yōu)異鏡片行業(yè)得到較為廣泛的應用。自由曲面鏡片的特點：視場受限制問題得到明顯改善、光學性能可被優(yōu)化至*佳、個性化設(shè)計成為可能。

對于非球面而言，一般可以用公式來描述。在光學系統(tǒng)的優(yōu)化中，當非球面的優(yōu)化系數(shù)個數(shù)大于10時，優(yōu)化變量的變化對優(yōu)化的結(jié)果提高并沒有很大的作用。因為當優(yōu)化系數(shù)的個數(shù)大于10時，不同非球面之間的系數(shù)會有一個相互制約的作用，非球面優(yōu)化系數(shù)的增加并不能從根本上使光學系統(tǒng)的性能得到*佳。
從非球面到自由曲面的發(fā)展是必然的，二者之間并沒有實質(zhì)性的差別。自由曲面相比非球面而言具有更大的自由度，能夠根據(jù)人為的需要控制每一條光線的出射角度和方向等。光學自由曲面沒有嚴格確切的定義，通常是指無法用球面或者非球面系數(shù)來表示或者是無法用確切的表達式來表示的光學曲面，主要是指非旋轉(zhuǎn)對稱的曲面或者只能用參數(shù)向量來表示的曲面（如NURS曲面）。
光學自由曲面經(jīng)常是不能用初等解析曲面組成，而是由復雜方式自由變化的曲線曲面即所謂的自由曲線曲面組成，主要包括以下幾類：
沒有旋轉(zhuǎn)對稱軸的復雜非常規(guī)連續(xù)曲面，包括雙曲率面、復曲面、多項式曲面、澤尼克多項式曲面等；
非連續(xù)、有面型突變的曲面，例如微透鏡陣列、衍射面和二元光學等特殊表面；
非球面很大的曲面，包括旋轉(zhuǎn)對稱的自由曲面，如用于描述共性光學整流罩的橢圓形曲面。

LUPHOScan是對自由曲面進行快速、非接觸、全三維測量的理想儀器，能夠測量幾乎所有類型的自由曲面，并且擁有極高的測量精度。（當然也是可以測量非球面輪廓的）

我們的LUPHOScan擁有能夠測量復雜的自由曲面的能力，包含自由曲面零件表面*高 ±8?的Y向陡度以及90?的X向陡度。此外，LUPHOScan擁有行業(yè)優(yōu)越的*大SAG，使自由曲面的SAG大于10mm。

全新開發(fā)的測量軟件更易于使用，可以直接導入常見的自由曲面設(shè)計，如Toric、Bi-conic和離軸的幾何形狀，并且可以輕松建立僅由SAG表定義的上等自由曲面。

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