Kugel- und Halbkugellinsen

Kugellinsen bestehen aus einer hochtransparenten kugelförmigen Kugel, die in der Regel aus massivem Glas (Quarzglas) oder einem anderen optischen Material hergestellt wird。 Die meisten Kugellinsen haben einen kleinen Durchmesser – einige Millimeter oder sogar weniger als einen Millimeter. Die optische Physik lässt sich verstehen, wenn man sich vorstellt, dass diese Linsen zwei plan-konvexe Linsen sind, die durch eine parallele Ebene getrennt sind.
Kugellinsen werden häufig verwendet, um die Signalqualität bei Faserkopplungsanwendungen zu verbessern, oder für den Einsatz in der Endoskopie oder bei Barcode-Scanning-Anwendungen. Unsere Kugellinsen weisen kurze Brennweiten auf, um den Abstand zwischen der Kugellinse und der optischen Faser zu minimieren.
Kugellinsen werden auch als Strahlkollimatoren für optische Fasern und zur Verbesserung der Signalkopplung zwischen Emittern, Detektoren und Fasern eingesetzt. Sie haben eine hohe Kopplungseffizienz und sind leicht auszurichten. Eine einzelne Kugellinse wird zur Kopplung eines Laserstrahls an eine optische Faser verwendet, während zwei Kugellinsen zur Kopplung von zwei optischen Fasern eingesetzt werden.

Weitere Anwendungen sind Objektive für die Endoskopie oder optische Sensoren sowie Miniaturoptiken für das Scannen von Strichcodes.
Sphärische Aberration ist allen Kugellinsen eigen, wird aber zu einem Problem, wenn die Lichtausbreitung nicht auf einen kleinen Teil des Linsenquerschnitts beschränkt ist. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Kugellinse und dem Durchmesser der Eingangsquelle wird als d/D bezeichnet, und wenn diese Zahl zunimmt, nimmt auch die Größe des Brennflecks bei der hinteren Brennweite der Linse zu.

1) Kugellinsen, die unsere Fabrik normalerweise produziert, können wir auch nach Ihren speziellen Anforderungen herstellen.
* Durchmesser: 0,50mm-150mm
* Toleranz des Durchmessers: +/-0.001mm-0.003mm
* Sphärizität: 0.001
* Oberflächengüte: 80/50 – 20/10

2) Auswahl einer Kugellinse für die Faseroptik-Kopplung
* Für die Kopplung von Laser und Faser muss die numerische Apertur der Kugellinsen kleiner oder gleich der numerischen Apertur der Faser sein. Die kugelförmigen Linsen können in einem Abstand der hinteren Brennweite vor der Faser platziert werden, um das Kopplungslicht vom Laser zur Faser zu übertragen.
a. Wenn Sie zum Beispiel mit einer Glasfaser mit einer numerischen Apertur von 0,22 arbeiten, benötigen Sie eine Kugellinse mit einer numerischen Apertur von höchstens 0,22.
b. Wenn Sie zwei Glasfasern koppeln möchten, sollten Sie zwei identische Kugellinsen verwenden. Diese können nacheinander zwischen den Fasern platziert werden, wobei jede Linse ein Auflagemaß von der ihr am nächsten liegenden Faser hat.

3) Verwendete Materialien für Kugellinsen
* Die gebräuchlichsten Materialien für Kugellinsen sind K9-Glas, UV-geeignetes Quarzglas, Saphir, SF11, Rubin, BK7 usw..
a. Quarzglas in UV-Qualität kann für UV-, VIS- und NIR-Anwendungen verwendet werden und ist ein stabiles Substrat mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
b. BK7, ein Bor-Kronen-Glas, hat einen Brechungsindex von etwa 1,51 und wird häufig für sichtbares Licht verwendet；
c. Saphirglas ist teurer, bietet aber auch eine bessere optische Übertragung. Es ist für UV- und IR-Anwendungen geeignet.