为什么准直蓝光激光管要用非球面镜而不是球面镜

问题出在 NA

快轴发散角 49°（全角）对应数值孔径 NA = sin(24.5°) ≈ 0.41。球面单透镜的球差随 NA 的三次方增长，在 NA 0.4 时边缘光线的焦点与近轴焦点相差可达焦距的百分之几，准直后边缘光线仍带着几十 mrad 的发散，远场会出现一圈光晕。

非球面怎么解决

非球面用圆锥系数 k 和高次项 A4、A6… 逐环修正面型，让边缘光线和近轴光线聚到同一点。一片模压非球面就能把 NA 0.4 的光束准直到衍射极限附近，而球面要做到同样效果需要 3 片以上的组合。

安装方向

双凸非球面两面曲率不同，强曲率面朝准直光一侧，弱曲率面朝激光管。装反了也能出光，但球差会大一个数量级。在 在线仿真 里勾选「翻面安装」可以直接看到对比：残余发散从几 mrad 变成几十 mrad。