비구면 렌즈 제작 방식

에드몬드 옵틱스의 싱가포르 제조 공장은 하루 24시간 가동하며 매달 수천개의 정밀 비구면 렌즈를 생산합니다. 전 과정에 걸쳐 정밀한 CNC 연마 공업으로 가공되는 비구면 렌즈의 제작 과정을 확인해 보십시오. 여기서 다룰 렌즈는 532 나노미터의 레이저 등급 비구면 렌즈입니다. 우선, 원료인 유리를 압축해 대략적인 렌즈 형태를 만듭니다. 이는 공정 후반부에 자재 제거 작업의 소요 시간을 최소화해줍니다. 여러 단계의 연마 공정 중에서도 첫 번째 단계는 곡면 생성 과정으로서 렌즈를 일반적인 구형으로 만드는 개략적인 연삭 공정을 일컫습니다. 컵 모양의 회전식 연마 공구는 기계적으로 자재를 제거하면서 렌즈 양면에 최적의 구면 반경을 형성하는 데 사용됩니다. 곡률 반경은 구면계(spherometer)를 사용해 세심하게 점검 및 관리됩니다. 렌즈의 구면 또는 반대쪽 평면은 진행에 앞서 광택 작업을 거칩니다. 컴퓨터를 이용한 수치 제어 또는 CNC, 연삭 과정을 준비하기 위해서는 블로킹으로 알려진 공정에서 구면 부분을 반드시 금속 홀더에 부착해야 합니다. 서브애퍼처 비구면 연삭 도구에는 미세한 다이아몬드 조각이 들어 있어 자재를 제거하고 비구형 표면을 형성하는 데 사용됩니다. 제조 과정 중 계측은 연삭 단계 사이에서 중심 두께와 비구형 표면의 형상을 모니터링하기 위해 사용됩니다. 제조 과정 중 데이터는 CNC 그라인더 장비로 넘겨져 각 단계에서 자가 교정을 통해 원하는 형태의 렌즈를 생성할 수 있도록 합니다. 연삭 단계마다 점진적으로 더 미세한 다이아몬드 조각이 사용됩니다. 비구면 공정 중에서 다음 단계는 CNC 연마입니다. 비구면 연마 패드와 슬러리는 표면 하부의 손상을 제거하고 연삭된 표면을 광택이 나는 표면으로 전환하는 데 사용됩니다. 제조 과정 중 계측은 각각의 CNC 연마 단계에서 미세한 수정 작업에 사용됩니다. 비구형 표면의 최종 보정은 자성유체연마 마감 처리(magnetorheological finishing) 또는 MRF로 이루어지며, 회절 한계 성능 또는 0.8 이상의 스트렐 비율을 달성하도록 합니다. MRF는 결정론적 미세 마감 공정으로서 표면 에러를 보정하기 위해 간섭 측정된 정밀 서브애퍼처 공구를 사용하여 예측이 가능한 정밀 공정 동안 자재를 선별적으로 제거합니다. 비구면 제작 공정은 RMS 비구형 표면 허용오차가 1/40차수 파(wave)가 될 때까지 계속됩니다. 에드몬드 옵틱스에서 비구형 표면의 허용오차를 검증하기 위해 사용하는 다양한 계측 기술로는… 비접촉식 3D 형상측정법(profilometry), … …컴퓨터 생성 기반의 홀로그램, … …스티칭 간섭측정법(stitching interferometry) 등이 있습니다. 이와 같은 경우에는 스티칭 간섭측정법이 사용됩니다. 그다음, 외부 직경을 연삭하여 렌즈의 중심을 잡은 후 기계적 축과 광학적 축이 정렬되도록 합니다. 그리고 초음파 클리닝을 통해 렌즈를 세정합니다. 이러한 비구면 렌즈는 532 나노미터 레이저와 사용하도록 설계되어 532 나노미터 무반사(AR) V-코팅을 입혀야만 투과율을 극대화할 수 있습니다. 비구면 렌즈는 검수를 거쳐 표면 품질과 같은 기타 성능적 요건이 전반적으로 충족되는지를 확인합니다. 제조 공정이 이제 완료되었으며 렌즈는 고객에게 배송될 준비가 되었습니다. 에드몬드 옵틱스의 제조 역량에 관한 더 자세한 정보는 edmundmanufacturing.co.kr을 참조하기 바랍니다.