Asphärische Optik

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Unter einer asphärischen Optik versteht man Linsen, Linsengruppen oder Spiegel, die von der Kugelform abweichen. Dadurch kann man Abbildungsfehler merklich verringern, jedoch steigen die Herstellungskosten stark an. Des weiteren ist die asphärische Form nur für achsennahe Strahlen ideal. Bei optischen Systemen mit sehr vielen optischen Flächen spricht man bereits dann von einer Asphärischen Optik, wenn nur eine Fläche asphärisch ist.

Diese Anwendungen sind besonders häufig:

Asphärische Brillengläser: durch die Abweichung von der Kugelform lassen sich flachere, dünnere, leichtere und optisch bessere Brillengläser, insbesondere für Weitsichtige Hyperope, herstellen. Moderne Korrektionsgläser für Alterssichtige Presbyope, die so genannten Gleitsichtgläser, haben mindestens eine Fläche, die als Freiformfläche ohne jede Symmetrie ausgebildet ist.

Asphärische Okulare, die aus verkitteten Linsen bestehen und erst durch nicht-sphärische Flächen die volle Bildgüte erreichen. Dies ist vor allem für Weitwinkelokulare von Fernrohren wichtig, mit Bildwinkeln bis zu 70°. Hohe Bildgüten werden nur mit Varianten mit asphärischer Fläche oder einer zusätzlichen 8. Linse erreicht.

Zoom- oder Vario-Optiken. Es gibt sie bei Präzisions-Okularen und bei Fotoobjektiven mit variabler Brennweite. Meist sind die Linsen in der Form von Rotationshyperboloiden geschliffen.
Vario-Optiken sind umso schwerer zu berechnen und herzustellen, je größer ihr Brennweitenbereich ist. Die asphärischen Flächen ermöglichen die Vereinigung widersprechendster Anforderungen, weil sich in Zoom-Optiken nicht nur mehrere Linsen gegeneinander verschieben, sondern auch die Fokussierung für verschiedene Entfernungen notwendig ist.

Hauptspiegel und Sekundärspiegel vieler Spiegelteleskope haben eine asphärische Form.

die asphärische Korrektionsplatte des Schmidt-Teleskops. Sie beseitigt die sphärische Aberration des Hauptspiegels fast vollständig, welche sonst das Auflösungsvermögen mindert.

bei KFZ-Spiegeln kommen auch immer häufiger asphärische Spiegel zum Teil auch mit blauen Beschichtungen zum Einsatz. Diese Spiegel sind an ihrer Trennlinie zu erkennen

[Bearbeiten] Herstellung

Die Herstellung von Asphährischen Oberflächen kann durch eine Reihe von Verfahren erfolgen:

Abformung, dieses für Serienfertigung kostengünstige Verfahren wird häufig für Kamera-, Kondensorlinsens sowie für Laser Pick-Up-Optiken bspw. in DVD-Player eingesetzt ^[1]. Desweiteren werden die Verfahren für einfache Parabol- und Ellipsoidspiegel für Scheinwerfer verwendet, aber auch die Anwendung zur Herstellung großer abbildenden Spiegel wird untersucht ^[2]^[3].
CNC-gesteuertes Diamantschleifen ^[4]
Magnetorheologisches Finishing ^[5]
Ion-Beam Figuring oder Ion-Milling ^[6]
CNC-Schleifmaschinen ^[7]