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2024 年の変化をもたらす精密光学: 未来を形作る

著者: Bryan Ng ? マーケティング マネージャー
編集者: Qu Yingli ? R&D ディレクター
公開日:2023 年 6 月 30 日
最終更新日:2024 年 6 月 21 日





精密光学は技術進歩の最前線にあり、私たちが知っている世界を形作る上で極めて重要な役割を果たしています。高解像度の画像デバイスから最先端のレーザーシステムまで、精密光学によってさまざまな用途を探求することができます。

1. 精密光学の概要

ZnSe レンズ


光学部品は、民間、産業、航空宇宙の展開など、さまざまな用途で広く使用されています。
光学部品には多くの種類があり、これらの光学部品の仕様については、次の 2 つの種類があります。


1 番目のタイプの光学部品と比較すると、2 番目のタイプの光学部品は、寸法、形状、屈折率、表面粗さなどにおいてはるかに高い精度要件があります。
これら 2 つのタイプの光学部品の製造と特性評価は異なり、2 番目のタイプの光学部品では、はるかに複雑な手順とより厳格な基準が必要であり、これはまさに精密光学部品です。

2. 精密光学部品の製造

Wavelength Optp Electronic社のスタッフがサティスロマシンを操作


精密光学部品の製造は、材料の準備、機械加工されたブランクの準備、光学部品への成形、コーティング、そして最後に機械マウントへの組み立てから始まります。これらすべてのプロセスを通じて、適切なツールと機器を使用した QA/QC がすべてのステップに関与する必要があります。

2.1 材料の準備

優れた品質を得るには、材料の品質を慎重に選択する必要があります。光学設計者は、光学部品の図面で材料の欠陥の最大許容値を指定する責任があります。 これには、粒界、傷のサイズ、気泡、内部応力、介在物、不純物などが含まれます。ガラス、結晶、プラスチック、金属、セラミックは、透過型または反射型のいずれの方法でも精密光学部品に使用できます。

2.2 未加工の機械加工ブランク

材料の準備に続いて、材料は切断プロセスを経て、最終的な光学部品よりもわずかに大きくなるまで光学部品のサイズを縮小します。この形状は、ニアネットシェイプまたは未加工の機械加工ブランクと呼ばれます。

2.3 光学素子への成形

Wavelength Optp Electronic社の製造プロセス


異なる種類の材料は、異なる成形プロセスを経ます。ガラスの未加工の加工済みブランクは、機械またはコンピューター制御の機械 (CNC) を使用して研削および研磨プロセスを経ます。プラスチックは液体に溶け、金属またはガラスの型に注入される場合があります。金属は、成形のために CNC 機械にかけられる場合があります。成形プロセスが終了すると、材料は基板と呼ばれます。
上記の技術に加えて、超精密ダイヤモンド加工とシングルポイントダイヤモンド旋削 (SPDT) は、近年、光学材料の成形に導入されるケースが増えています。
SPDT は、特殊な CNC マシンに埋め込まれた硬くて鋭いダイヤモンドツールを使用して、材料を設計された形状に切断します。これはあらゆる種類の材料に使用でき、非球面や非対称形状の光学部品などの自由形状光学部品を製造することが可能です。
これらの製造プロセスは基本的に基板です。一方、アディティブ製造 (AM) タイプは急速に発展しています。
AM は高度な製造方法であり、コンピュータ支援設計ファイルに従って、ポイントごとまたはレイヤーごとに非常に複雑な形状を製造できます。
AM は、回折光学素子、マイクロレンズ、フォトニクス デバイスなど、マイクロおよびナノスケールの重要な機能を備えたコンポーネントの製造に特に役立ちます。光学製造における AM 技術には、選択的レーザー溶融 (SLM)、熱溶解積層法 (FDM)、ステレオリソグラフィー (SLA)、多光子ステレオリソグラフィー (MPS)、直接インクジェット書き込み、インクジェット印刷などがあります。


2.4 コーティング

Wavelength Optp Electronic社のコーティングマシン


精密光学部品の製造における最終段階はコーティングです。コーティングとは、堆積によって基板の表面にさまざまな材料の薄い層を塗布することです。コーティングは、目的の用途に応じて、電磁スペクトルの特定の領域で、反射防止 (AR)、高反射 (HR)、フィルターの高吸収など、さまざまな機能を持ちます。 さらに、コーティングは、下層のコーティング層や研磨された基板を機械的損傷 (傷や衝撃など) や化学的損傷から保護するなど、他の目的にも役立ちます。


2.5 製造後

Wavelength Optp Electronic社のスタッフによる MTF の操作


光学テストは光学部品の光学特性を測定するために使用され、機械テストは光学部品の強度と耐久性を測定するために使用され、環境テストは光学部品がアプリケーションでさらされる条件をシミュレートするために使用されます。
高度な製造技術、材料、製造プロセス、計測を採用することにより、精密光学部品は卓越した明瞭性、解像度、信頼性を提供することを目指しています。
精密光学部品の製造は、設計、製造、品質チェックから納品まで複雑なプロセスですが、Wavelength Opto-Electronic 社は最先端の施設の最先端の技術を使用して、お客様のアプリケーションに最適な精密光学部品を製造しますのでご安心ください。


3. 精密光学の用途

精密光学の用途


精密光学は幅広い業界で応用されており、私たちが世界を認識し、世界と関わる方法に革命をもたらしています。精密光学が重要な役割を果たすいくつかの主要分野を見てみましょう。

3.1 医療と生命科学

医療と生命科学では、精密光学が重要な診断、画像化、外科手術に役立ちます。高品質のレンズ、顕微鏡対物レンズ、内視鏡により、医師や研究者は顕微鏡レベルで複雑な詳細を観察することができ、病気の検出、外科手術の精度、科学的発見に役立ちます。


3.2 航空宇宙とセキュリティ

精密光学は、衛星画像、偵察、ターゲット捕捉、レーザー誘導システムなどの航空宇宙およびセキュリティ アプリケーションで重要な役割を果たします。収差が最小限で高解像度の機能を備えた光学機器は、ナビゲーション、監視、セキュリティに重要なデータを提供します。


3.3 製造および産業プロセス

製造業では、精密光学機器が品質管理、プロセス自動化、測定システムに貢献しています。レーザーベースのシステムでは、精密光学機器を使用して光線を集束および誘導し、マシン ビジョン技術では精密光学機器を使用して正確な位置合わせ、検査、材料処理を行い、効率的な製造プロセスと製品品質の向上を実現します。


3.4 通信および情報技術

通信業界では、光ファイバー通信システムに精密光学機器を使用して、長距離での高速データ伝送を実現しています。レンズ、フィルター、導波管などの光学部品は、信号のルーティング、増幅、検出において極めて重要な役割を果たし、相互接続された世界を支えています。


4. 結論

精密光学は、さまざまな業界でイノベーションと技術の進歩を推進する上で不可欠な役割を果たしています。卓越した品質と信頼性を提供する能力により、医療、航空宇宙、セキュリティ、製造、産業プロセス、通信の分野で画期的な進歩が実現しました。進歩が続くにつれ、精密光学は未来を形作り続け、私たちが世界を新しい、並外れた方法で見る力を与えてくれます。Wavelength Opto-Electronic は、当社のエンジニアが設計し、最先端の設備で製造した高品質の精密光学を提供しています。