Проектирование линз

Недавно я обнаружил, что можно печатать полностью сплошную, безвоздушную и, следовательно, оптическую однородную печать даже с помощью PLA.

Как я могу создать правильную фокусирующую линзу (или, скорее, одностороннюю линзу с плоским дном) с помощью этого, игнорируя последующую обработку, необходимую для получения гладкой поверхности?

, 👍2

Обсуждение

Наверное, я спрошу, если не о постобработке или ориентации печати...как это относится к 3D-печати?, @tjb1


1 ответ


Лучший ответ:

3

Для расчета фокусного расстояния оптического элемента двумя основными факторами являются показатель преломления и форма линзы.

Для цилиндрической линзы с одной оптической активной стороной (то есть с одной куполообразной или изогнутой стороной) мы можем игнорировать весь нижний цилиндр и просто принять во внимание верхний купол. Форма купола определяется радиусом круга, который его создал.

Тонкие односторонние линзы

Для тонких односторонних линз довольно сложная формула Гуллстранда для расчета фокусного расстояния линз становится довольно простой:

$f = \frac {r}{(n-1)}$ для изгиба, обращенного к объекту

$f = \frac {r}{(1-n)}= \frac {-r}{(n-1)}$ для монтажа в обратном порядке.

База данных полимеров действительно дала показатель преломления PLA как $n=1.465$.

Толстые односторонние линзы

Для толстой линзы с общей толщиной $d$ и одной активной стороной мы сначала решаем для одной активной стороны, а затем вставляем: $$f_1=\frac{r}{n} \land \frac {-r}{(1-n)} ; f_2=\infty ; P_i = \frac 1 {f_i}$$ $$P=P_1+P_2 -P_1P_2\frac d n ; P_2\to0$$ $$f=\frac{1}{P_1}=f_1$$ Пока одна сторона нашей линзы остается плоской, толщина линзы математически не имеет значения (за исключением увеличения дисперсии).


,

Эта последняя строка не совсем верна. Толщина не сильно влияет на параксиальный след, но влияет на условия искажения более высокого порядка. Кроме того, поскольку ваш материал почти наверняка дисперсионный ( индекс зависит от длины волны), толщина приведет к искажению спектра. Кстати, ваша формула "монтирования в обратном порядке" идентична первой формуле: просто умножьте на $\frac{-1}{-1}$, @Carl Witthoft

@CarlWitthoft да! пропустил знак минус..., @Trish

ага! Хотя я скажу, что мы, "оптики", обычно оставляем знак радиуса кривизны положительным для выпуклой поверхности с пониманием того, что фокусное расстояние всегда положительное для реального изображения и отрицательное для виртуального изображения. Но до тех пор, пока ваша запись непротиворечива, ничего страшного., @Carl Witthoft