ATOPTIK oferece uma ampla variedade de lentes acromáticas

As lentes acromáticas são a solução ideal para corrigir a aberração cromática. Esses componentes ópticos multielementos também fornecem correção superior para aberrações monocromáticas.

Uma lente acromática padrão corrige a aberração cromática para três comprimentos de onda (luz azul, verde e vermelha). Em tal lente, o elemento convexo converge a luz azul para mais perto do ponto focal, enquanto o elemento côncavo dispersa a luz azul com mais força. Como suas aberrações cromáticas são opostas em sinal, a luz vermelha e azul pode ser trazida a um foco comum, eliminando efetivamente a aberração cromática.

A superfície do menisco ajuda a limitar a aberração esférica e o coma, embora algum astigmatismo e distorção possam permanecer. Originalmente usadas principalmente para fotografia de paisagem, essas lentes eram historicamente chamadas de "lentes de paisagem". Sua forma crescente característica (côncavo-convexa) consiste em duas lentes com diferentes índices de refração e taxas de dispersão, ligadas entre si.

A lente acromática mais antiga foi desenvolvida por Chevalier em 1821 (uma combinação de lentes plano-côncava e biconvexa), posteriormente melhorada por Grubb em 1857 (usando um design de menisco). As versões modernas agora incorporam lentes acromáticas ligadas multicamadas para desempenho aprimorado.

Lentes Acromáticas:

Lentes acromáticasConsistem em dois ou três elementos de lente e oferecem desempenho significativamente melhor do que lentes individuais. Essas configurações de dupleto ou tripleto podem apresentar elementos cimentados ou designs espaçados por ar, normalmente combinando lentes positivas e negativas com diferentes índices de refração.

Este design multi-elemento fornece várias vantagens importantes:

• Aberração cromática reduzida

• Qualidade de imagem monocromática melhorada

• Desempenho aprimorado fora do eixo

Diferentes tipos de lentes acromáticas oferecem características específicas (como relações conjugadas e limiares de dano). Para aplicações que exigem imagens precisas ou manipulação de feixe de laser, essas lentes acromáticas devem ser fortemente consideradas, pois oferecem desempenho óptico otimizado.

Figura 1: Focalizando luz branca usando uma lente plano-convexa e uma lente dupleta acromática

Reduzindo a aberração cromática

Uma vez que o índice de refração de um material depende do comprimento de onda da luz incidente, a distância focal de uma única lente varia com o comprimento de onda. Quando usado com uma fonte de luz branca, isso resulta em pontos focais borrados-um fenômeno conhecido como aberração cromática.

As lentes acromáticas compensam parcialmente a aberração cromática por meio de seu design de vários elementos. Estas lentes combinam tipicamente elementos de lente positivos e negativos com diferentes propriedades de dispersão. Selecionando cuidadosamente materiais com valores de dispersão e comprimentos focais apropriados, a aberração cromática pode ser parcialmente cancelada.

As lentes acromáticas são geralmente projetadas para ter a mesma distância focal para dois comprimentos de onda em extremidades opostas do espectro visível. Isso garante uma distância focal quase constante em uma ampla faixa de comprimento de onda, tornando-os vantajosos para aplicações de imagem de banda larga.

A Figura 1 ilustra o efeito de vários comprimentos de onda no ponto focal ao passar por uma lente singlete plano-convexa versus uma lente dupleta acromática. Substituir o singlet por um doublet reduz o diâmetro do ponto focal de 147 µm para 17 µm.

Melhorando a imagem monocromática

Em sistemas ópticos monocromáticos, a aberração cromática torna-se irrelevante. No entanto, camisetas esféricas ainda podem introduzir aberrações monocromáticas significativas, como aberração esférica e coma.

O design multi-elemento de lentes acromáticas reduz essas aberrações, melhorando significativamente a qualidade da imagem e focalizando o desempenho para monochrLuz omática.

Figura 2: Focando um feixe monocromático usando uma lente plano-convexa e uma lente dupleta acromática

A Figura 2 compara o desempenho de focalização de um singlete plano-convexo e um dupleto acromático sob iluminação monocromática. A lente dupleta produz um ponto focal 4,2 vezes menor que a camiseta.