自由曲面光学元件

作者：发布时间：2022-05-10 09:49:37点击：376

自由曲面光学元件，不同于球面透镜和常见的非球面透镜、棱镜、反射镜等。其外形是形状复杂、各种变异的透镜、棱镜、反射镜及其组合体，难以用少量参数确定其外形，而是以一系列离散点集合来表示其外形，多用NURBS（Non-Uniform Rational B-Splines，非均匀有理B样条）造型方法描述。与传统的光学元件相比，自由曲面光学元件具有以下几点特征：

1）外形，多是复杂的异形表面组合而成的光学元件。

2）设计方法，自由曲面多元化的三维立体空间设计，有时还需要设计者根据不同的应用场合对光学辅助软件进行二次开发，或自行编写相应的计算程序。

3）制造方法，利用超精密加工可直接加工出高精度光学镜面，超精密五轴加工技术加工自由曲面。最高面形精度可达微米量级，表面粗糙度达纳米量级。

4）材料，突破了光学玻璃的限制，采用多种的光学塑料等新型材料进行注塑成型，实现大批量的生产。

自由曲面的灵活性赋予了光学系统更加优良的性能和结构。自由曲面光学元件极大地拓展了应用范围和应用前景。