광학 구면 렌즈

볼 렌즈

볼렌즈는 광학렌즈 중 가장 단순한 형태이다. 볼렌즈 이미징의 기본 원리는 굴절입니다. 빛이 한 매질(예: 공기)에서 밀도가 다른 다른 매질(예: 유리)로 이동할 때 전파 방향이 변경됩니다. 볼 렌즈의 초점 거리(f)는 직경(D)과 재질의 굴절률(n)에 따라 달라집니다. 대략적인 공식은 다음과 같습니다: f ≒ D / (4(n-1))

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볼렌즈의 장점

간단한 구조와 저렴한 비용
강한 대칭

광학 특성은 방향성이 없이 모든 방향에서 동일하므로 설치가 편리합니다.
짧은 초점 거리와 높은 개구수

매우 짧은 작동 거리에서 높은 개구수(NA)를 달성할 수 있으므로 많은 양의 빛을 수렴할 수 있습니다.
견고함과 내구성

복잡한 렌즈 그룹에 비해 고체 구는 기계적 응력으로 인한 오정렬이나 손상이 덜 발생합니다.

사양 볼 렌즈

기판 재료	H-K9L(CDGM), 사파이어, 루비, JGS1, JGS2, 실리콘, 고붕규산 등
차원	0.5mm~80mm
직경 공차	일반적으로 ±0.1mm, 최고 ±0.005mm
구형	0.01mm(10μm), 0.005mm(5μm), 0.001mm(1μm)
중심 공차	±0.03mm~0.05mm
표면 품질	60/40, 40/20, 20/10, 10/5

일반적인 적용 분야

광섬유 통신

- 광섬유 커플링: 레이저 다이오드에서 방출된 빛을 단일 모드 광섬유로 효율적으로 결합하거나 두 광섬유의 빛을 결합하는 데 사용됩니다. 이것은 볼 렌즈의 가장 고전적이고 널리 사용되는 응용 분야입니다. - 광학 아이솔레이터/서큘레이터: 볼 렌즈는 빛의 시준 및 포커싱을 위해 내부적으로 사용됩니다.
센서

일부 광전자 센서 및 바코드 스캐너에서는 반사된 빛을 감지기에 수렴하는 데 사용됩니다.
내시경 및 미세 광학 시스템

매우 제한된 공간에서는 볼 렌즈를 소형 대물렌즈 또는 콘덴서로 사용할 수 있습니다.
레이저 가공

일부 저전력 레이저 마킹 또는 조각 장비에서는 레이저 빔의 초점을 맞추는 데 사용됩니다.
교육 및 시연

간단한 구조로 인해 굴절, 초점 거리, 수차와 같은 기본적인 광학 개념을 설명하는 데 이상적인 교육 보조 도구입니다.