LENTES ASFÉRICAS

Fecha: 30 de Junio de 2022

Edición: Junio 2022 No. 31

DANIEL MALACARA

Una lente asférica son las que tienen una o dos de sus superficies con una forma diferente a la de una esfera o cilindro regular. Estas superficies, que vienen en una variedad de formas, se utilizan para corregir la aberración esférica y mejorar la calidad de la imagen. La aberración esférica es un tipo de defecto que ocurre cuando la luz pasa a través de una lente. Dependiendo de qué tan cerca del borde entre en la lente, la luz se enfoca a diferentes distancias, creando una imagen borrosa. En comparación, las lentes asféricas enfocan la luz en un solo punto, independientemente de dónde entre la luz, para reducir o eliminar por completo la borroso de la imagen, tal como se muestra en la Figura 1.

Además de reducir la aberración esférica, las lentes asféricas también corrigen otras distorsiones de la imagen, como es el astigmatismo. Las lentes asféricas se han utilizado durante muchos años para reducir la aberración esférica y mejorar el rendimiento de los sistemas ópticos, pero el alto costo y su dificultad para probarlas hizo muy complicado su uso en aplicaciones de la vida real en el pasado. Eso sustituye el grupo de lentes esféricos con la ventaja de reducir el peso y mejorar el rendimiento del sistema óptico. El perfil de la lente asférica muestra una desviación suave de la curvatura en los bordes con respecto a una superficie esférica, tal y como se muestra en la Figura 2. Se considera como una superficie de forma libre.


Las lentes asféricas reducen los defectos visuales y producen imágenes más claras, lo que las hace ideales para muchas aplicaciones. Las lentes asféricas grandes se encuentran en el diseño de telescopios y cámaras, mientras que las lentes asféricas más pequeñas se pueden encontrar en redes de fibra óptica, dispositivos láser y equipos quirúrgicos. En ambos casos se encuentran los siguientes beneficios:

Mayor precisión: Al reducir la aberración esférica y enfocar la luz en un solo punto, las lentes asféricas producen imágenes más claras, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren alta precisión, como enfocar diodos láser; Mayor tamaño de apertura: Las lentes asféricas permiten aumentar el tamaño de apertura numérica de una lente sin reducir la calidad de la imagen, lo cual es perfecto para aplicaciones que requieren un alto rendimiento de luz; Eficiencia mejorada: Una lente asférica puede corregir aberraciones que requerirían múltiples lentes esféricas para corregir. Esta capacidad significa que una sola lente asférica puede reemplazar un complicado sistema de múltiples lentes, lo que lleva a ensamblajes más pequeños, livianos, eficientes y menos costosos.

En el CIO se han diseñado varios instrumentos, entre los cuales se encuentran el “Diseño y Construcción de un Oftalmoscopio de Visión Indirecta”. En este instrumento se diseñó la lente asférica.

Se tiene un proyecto apoyado por IDEA GTO “Desarrollo de una cámara de fondo de ojo como dispositivo de punto de atención para prevención de ceguera”. Este instrumento utiliza como objetivo una lente asférica. Pero no solo existen las lentes asféricas, también los espejos pueden ser con una superficie asférica. En próximos meses se fabricará un telescopio Ritchey-Chretien F/6. Este telescopio tiene 2 superficies asféricas, el espejo primario tendrá una excentricidad de 1.040 y el espejo secundario una excentricidad de 2.231. Lo interesante de este proyecto es que se fabricarán los espejos y además se les hará las pruebas en el CIO. El diseño óptico de este telescopio estuvo a cargo de Daniel Malacara Doblado y Zacarías Malacara Hernández y se muestra en la Figura 3.


Además, se harán las pruebas de estas superficies con métodos diversos, principalmente la prueba de Hartmann, la prueba de Ronchi y el compensador de Offner.