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기술자료

비구면의 설계/제작/평가 및 응용 2

  • 날짜 2012.09.12 11:51 조회 2,546
아래 글은 프로옵틱스의 연구소장인 정진호 박사님의 2001년 강의 자료입니다.
인터넷을 통해 구했으며 글의 저작권은 정진호 박사님께 있습니다.

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제 Ⅱ 장 비구면의 제품 종류와 응용
  제 1 절 비구면 제품의 종류
  제 2 절 비구면 응용 광학계

제 Ⅱ 장 비구면 제품의 종류와 응용
  본 장에서는  실제 제품의 기업현장에서 실제로 제작되고 있는 제품의 사진과 도면을 보면서 강의를 진행하고자 한다. 그러나 강의용으로 일시적으로 사용할 수는 있으나 인쇄되어 나오는 것은 바람직하지 않는 요인이 있을 수 있으므로 강의록에서는 제외함을 양지 바랍니다.
제 1 절 비구면 제품의 종류
1. 비구면의 종류
   일반적으로 광축을 중심으로 회전 대칭성 고차 비구면은 다음 방정식으로 표현된다.

   여기서, c는 면의 곡률이고, K는 원추 계수라고 부르는 상수이며, 다음과 같이 분류된다.

K 값
형상
K=0
구면
K=-1
포물면
K<-1
쌍곡면
K>0, -1<K<0
타원면
표 . 원추 계수에 따른 형상


   A, B, C, D… 등은 비구면 계수이며, 원추 곡면에서 벗어난 정도를 의미한다.

 

 

 

 


2. 비구면 제품의 소개(재료적 관점)
    - 금속
       구리포물면, 알미늄 반사경, 초경금형코아
    - 프라스틱
       불연속비구면, 고차비구면
    - 유리류
       타원렌즈, 타원반사경, 토릭, 프리즘 비구면, CaF2, ZnSe, 이중초점(쌍곡면)

구분
열팽창계수
용도
청유리
100 X 10-7 /℃
건축용
광학유리
70 X 10-7 /℃
광학 렌즈
결질2급
50 X 10-7 /℃
화학 실험용기
경질1급
40 X 10-7 /℃
내열 주방용기
초경질
25 X 10-7 /℃
고열 산업장치
Fused Silica
3 X 10-7 /℃
초 고열 산업장치


3. (비)구면 제품용 재료
    - 금속류
       구리, 알미늄, 초경, 니켈
    - 프라스틱
        PMMA, PC, PS
    - 유리류
      * 가시광선역 광학유리
         300여종 => 최근 친환경성 유리(납성분 제거)만 사용 경향
         굴절룰 분포 1.45 ~ 1.9
         분산값 분포 29 ~ 70
      * 적외성역 광학 재료
         ZnSe, Ge, Si,
      * 자외선역 광학재료
         CaF2, Fused Silica 
      * 내열성 광학 재료
        Pyrex, Fused Silica 
        
제 2 절 비구면 응용 광학계
1. 카메라렌즈
2. HMD렌즈(렌즈형, 반사형, 복합형)
3. Projector와 Projection TV
4. Pick-up(대물렌즈, 빔정형렌즈),
5. 천체망원경, 위성카메라
6. CO2 레이저 가공기
7. 대기오염측정기
8. CRT 노광장치
9. 평행광 노광장치
10. Image Censer lens