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一、開篇導語
在光學系統設計中，“規格"往往決定了產品能否交付、成本是否合理、性能是否達標。很多工程師在選型時只看“焦距"“口徑"，卻忽略了直徑容差、表面質量、材料折射率等關鍵參數，導致欠規格性能不足，或過規格浪費預算。今天把精華濃縮，幫你快速讀懂光學規格的三大板塊，讓選型更科學、成本更可控。
二、制造規格：機械尺寸的“底線"
1.直徑容差（Diameter Tolerance）
• 意義：決定光學元件能否順利裝配進鏡筒或光路支撐。
• 常見范圍：依據加工廠的工藝水平，一般為 ±0.01 mm ~ ±0.1 mm。對裝配軸向誤差不敏感的系統，可放寬容差以降低成本。
2.厚度容差（Center Thickness Tolerance）
• 影響光學功率，尤其在高功率透鏡或雙凸/凹組合時。典型容差為 ±0.02 mm。
3.曲率半徑容差（Radius of Curvature）
• 直接決定透鏡的光學功率。常規光學零件 ±0.5 %，高精度需求可達 ±0.01 %。
4.清晰孔徑（Clear Aperture）
• 3–10 mm → 90 % × 直徑
• 10.01–50 mm → 直徑 – 1 mm
• ≥ 50.01 mm → 直徑 – 1.5 mm
小貼士：在選型時把機械容差列入 BOM，提前和機加工廠溝通，可避免后期返工。
三、表面規格：光學質量的“名片"
1.Scratch?Dig（劃痕?凹坑）
• 標識方式：如 60?40、20?10，數值越小表示質量越高。
• 常見等級：
• 80?50 → 標準質量
• 60?40 → 精密質量
• 20?10 → 超高精度
• 劃痕對成像面或高功率激光的光路影響尤為顯著。
2.表面平面度（Flatness）
• 以波長 λ 為單位衡量：
• 1 λ → 常規
• λ/4 → 精密
• λ/20 → 超高精度
3.表面粗糙度（Surface Finish / RMS）
• RMS ? 范圍：
• 50 ? → 普通
• 20 ? → 精密
• 5 ? → 高精度
實戰案例：在激光泵浦系統中，選用20?10、λ/20、5 ? RMS的鏡面，可顯著降低散射噪聲與熱損傷風險。
四、材料規格：光學性能的“根基"
1.折射率（Index of Refraction,n)
• 可視波段常見玻璃 1.4 – 1.8，紅外材料如 Ge 達 4.003。
• 折射率決定透鏡的 光學功率 與 色散，是光路設計的首要輸入。
2.阿貝數（Abbe Number,Vd)
• 量化材料色散：
• Vd > 55 → 冠玻璃（低色散）
• Vd < 50 → 燧玻璃（高色散）。
• 不同波長下的焦距偏差（色差）可通過 Vd 預估并在系統中補償。
3.激光損傷閾值（Laser Damage Threshold, LDT）
• 表示材料在脈沖或連續波（CW）激光下的較大能量密度。
• 示例：Ti:Sapphire 鏡面 LDT 0.5 J/cm2（150 fs） & 100 kW/cm2（CW）。
• 對高功率激光系統，LDT 是選型必須的硬指標。
注意：同一種玻璃在不同廠家可能提供不同的Inhomogeneity級別（±50 × 10?? 到 ±0.5 × 10??）。選擇時要對比實際需求與成本。
五、規避“欠規格/過規格"陷阱
六、結語 & 行動號召
了解光學規格的細節，等于擁有了“選型的底層邏輯"。無論是科研實驗室、工業檢測系統，還是高功率激光平臺，掌握上述制造、表面、材料三個維度的關鍵參數，都能幫助你：
1.降低不必要的成本（避免過度規格）
2.提升系統可靠性（防止欠規格導致性能缺陷）
3.加速產品交付（提前規避加工、裝配風險）
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