光学球面レンズ

ボールレンズ

ボールレンズは最も単純なタイプの光学レンズです。ボールレンズイメージングの基本原理は屈折です。光が 1 つの媒体 (空気など) から密度の異なる別の媒体 (ガラスなど) に伝わると、その伝播方向が変わります。ボールレンズの焦点距離 (f) は、その直径 (D) とレンズを構成する材料の屈折率 (n) によって決まります。その近似式は次のとおりです: f ≈ D / (4(n-1))

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ボールレンズのメリット

シンプルな構造と低コスト
強い対称性

光学特性はどの方向から見ても同じで、方向性がないため、設置が便利です。
短い焦点距離と高い開口数

非常に短い作動距離で高い開口数 (NA) を達成できるため、大量の光を集束します。
堅牢で耐久性

複雑なレンズ群と比較して、中実球は機械的応力による位置ずれや損傷が起こりにくいです。

仕様ボールレンズ

基板材料	H-K9L(CDGM)、サファイア、ルビー、JGS1、JGS2、シリコン、高ホウケイ酸など
寸法	0.5mm～80mm
直径許容差	一般±0.1mm、最良±0.005mm
真球度	0.01mm(10μm)、 0.005mm(5μm)、 0.001mm(1μm)
中心公差	±0.03mm～0.05mm
表面品質	60/40、40/20、20/10、10/5

代表的な応用分野

光ファイバー通信

- 光ファイバー結合: レーザーダイオードから放射された光をシングルモードファイバーに効率的に結合するか、2 つのファイバーからの光を結合するために使用されます。これはボールレンズの最も古典的で広く使用されているアプリケーションです。 - 光アイソレータ/サーキュレータ: ボールレンズは、光の平行化と集束のために内部で使用されます。
センサー

一部の光電子センサーやバーコードスキャナでは、反射光を検出器に集束させるために使用されます。
内視鏡とマイクロ光学システム

非常に限られたスペースでは、ボールレンズを小型の対物レンズまたは集光器として使用できます。
レーザー処理

一部の低出力レーザーマーキングまたは彫刻装置では、焦点を合わせるために使用されます。レーザービーム。
教育とデモンストレーション

単純な構造のため、屈折、焦点距離、収差などの基本的な光学概念を説明するための理想的な教材です。