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結像につかうレンズの選定
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- 2SB110
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ごくシンプルな凸レンズ１枚と、参考URLにあるような組レンズとでは結像品質に雲泥の差があります。定量的には諸条件が解らないと何とも言えませんが、一般的には単純な凸レンズ１枚で実用になる用途は照明くらいではないでしょうか。（小中学校の理科の実験レベルと思ってよいです） 結像性能としてはカメラのレンズは大抵の場合十分な性能を持っていますが、紫外域の短い波長に対しては使えません。専用の設計のレンズを使うのが賢明です。 一見、１枚のレンズに見えて実際は複数枚のレンズを貼り合わせたレンズもあります。アクロマートレンズとか、アポクロマートレンズのことですが、これらは基本的には色収差を減らす目的で使います。今回の用途では波長域は狭いと考えられるので色消しは必要ありません。しかし、レンズの設計曲面の数が多いと設計の自由度があがり、結果としていろいろな収差が改善されます。 トリプレットや組レンズを使うほどでもない場合は、非球面レンズも検討してみる価値があります。価格的には中間ですが、１枚の凸レンズです。 １枚のレンズと言っても、径の小さいレンズを周辺ギリギリまで使うのと、大きなレンズの中心付近だけを使うのでは、これも雲泥の差があります。絞りを設けるのがこれに当たりますが、総パワーを減らしたくないでしょうから、相対的にレンズの径を大きくするのが良いと思います。（常に当てはまる話ではないのであくまで参考まで） 光線追跡は、使うレンズの硝材と各曲率半径、レンズ中心厚が解ればフリーソフトでもできます。
- 2SB110
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結像させたいのはスリットの四角を縮小したものですか？ それとも、光源の像ですか？（そのばあい四角いスリットは単なる絞りとなります） おそらく小さい四角の像を結びたいのだろうと思います。いずれにしてもレンズ１枚では諸処の収差があってあまりシャープな像は望めません。比較的入手しやすいレンズで良好な像を得るには、縮小倍率にもよりますが、カメラ用の交換レンズを使うと良いと思います。凸レンズ１枚に比べ、格段にシャープな像が得られます。（必要な条件によっては顕微鏡の無限補正系対物レンズが良かったりします） 四角いスリットの部分で元の光が平行光であったり、または作る像の明るさが最大に欲しかったり、レーザの波長が可視光と大きく違ったり、といった条件がある場合はまた別な配慮が必要です。テレセントリックレンズを検討する必要があるかもしれません。いずれにしても四角いスリットの大きさと欲しい像の大きさと、使うレンズの大きさと、レンズから像までの距離など、いろいろな条件が解らないと良いシステムは作れません。（凸レンズ１枚の作る像はがっかりするほど悪いです。レーザ加工なら相当な小面積に絞る必要があるはずなので、大きなNAのレンズが必要です）
お礼
すみません。久しぶりで使い方になれていません。 補足コメントにいろいろ記載したんですが、消えてしまったかもしれません。 再度、ここに記載させていただきます。 ご回答どうもありがとうございます。 ご想像の通り、結像させたいのはスリットの四角を縮小したものです。 ＞いずれにしてもレンズ１枚では諸処の収差があってあまりシャープな像は望めません。 とのことですが、例えば、平凸レンズ一枚を用いるよりも下記の組レンズを用いた方が収差が少なると言うことでよろしいでしょうか。 https://www.global-optosigma.com/jp/Catalogs/pno/?from=page&pnoname=ETL%2FEDL%2FNEDL&ccode=W3082&dcode= なお、スリットの大きさは10 mm角程度で、縮小倍率は20倍程度です。つまり500 um角程度です。光は平行光ではなく、少しだけダイバージェンスがあり、広がっています。 ＞使うレンズの大きさと、レンズから像までの距離など、いろいろな条件が解らないと良いシステ＞ムは作れません。 設計する場合は光線追跡などのシミュレーションを用いるのでしょうか。 いずれかでもいいので、またコメントいただけると幸いです。
補足
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お礼
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