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Cylindrical Lenses 사용 시 고려해야 할 사항

Cylindrical Lenses 사용 시 고려해야 할 사항

가장 기본적인 형태의 실린더 렌즈는 원주 부분이 만곡되고 배율이 들어간 광학 표면을 보유한 원통형 유리 기판의 일부분입니다. 일반적인 실린더 렌즈는 1개의 편평한 면과 그리고 배율이 들어간 다른 한쪽 면이 서로 짝을 이루는 형태를 지니기 때문에 추가적 제조 및 테스트 시 유연성을 지닐 수 있습니다. 다른 구면 렌즈들과 마찬가지로 powered surface는 surface accuracy로부터 정해지며, 미세한 polishing 절차로 마감 처리가 됩니다. Surface accuracy는 둘 다 구면 렌즈에서 명시되는 동일한 surface irregularity 및 surface quality로 정의됩니다. 구면 렌즈와 다르게 실린더 렌즈는 power axis와 plano axis(그림 1)를 포함한 독특한 기하학적 특징을 가지고 있어, 추가된 스펙 사양을 갖습니다. 이러한 축들은 plane 내에서 표면들 사이의 각도를 정의하는 데 사용됩니다.

Example of plano and power axis in a cylinder lens
그림 1: Cylinder lens의 plano 및 power axis에 대한 예

아래의 스펙은 목표로 하는 어플리케이션에 따라 좌우될 수 있음을 반드시 고려해야 합니다:

Power Axis Wedge

Power axis wedge는 power axis가 렌즈의 두께에 직교하지 않은 경우 발생합니다. 구면 광학의 powered surface에서 발생하는 decenter와 유사하며, power axis wedge는 실제 광축이 잘못 위치해 있음을 의미합니다. 실린더 렌즈에서의 power axis wedge는 다음과 같은 기계적 오류 및 시스템 내에서의 광학 수차를 의미합니다:

  • 초점면의 반대쪽 끝단에 있는 라인의 두께가 고르지 않음
  • Power axis에서의 beam deviation
Example of power axis in a cylinder lens
그림 2: Cylinder lens의 power axis에 대한 예

Plano Axis Wedge

Plano axis wedge는 plano axi가 렌즈의 두께에 직교하지 않은 경우 발생합니다. 이 wedge는 시스템에서 중요한 pointing error를 발생시키는 angular beam deviation을 가져옵니다. 실린더 렌즈 내의 plano axis wedge는 다음의 여러 가지 기계적 오류와 광학적 수차를 의미합니다:

  • 초점면의 반대쪽 끝단에 있는 라인의 두께가 고르지 않음
  • Plano axis에서의 beam deviation
  • 초점면이 기울어짐
Example of plano axis in a cylinder lens
그림 3: Cylinder lens의 plano axis에 대한 예

Axial Twist

Axial twist는 plano axis가 렌즈의 optical plane과 평행하지 않은 경우에 발생합니다. Axial twist는 실린더 렌즈의 powered surface가 바깥쪽 치수에 따라 회전함을 보여줍니다. 이는 특히 직사각형 형태의 element들을 외부 크기로 고정해야 하는 용도에서 불리하게 작용할 수 있습니다. 실린더 렌즈에서의 axial twist는 시스템 내에서의 다음과 같은 광학적 수차를 의미합니다:

  • 광축에 대한 이미지 회전
Example of axial twist in a cylinder lens
그림 4: Cylinder lens의 axial twist에 대한 예
Cylinder Lens Selection Guide
Centration Error Illumination Grade Beam Shaping Grade Ultra-Precision Grade
Plano Axis Wedge N/A < 5 arcmin < 2 arcmin
Power Axis Wedge N/A < 5 arcmin < 2 arcmin
Axial Tilt N/A < 3 arcmin < 2 arcmin

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