biesférico

Una superficie biesférica tiene dos radios de curvatura distintos: uno para la zona central y otro diferente para la zona periférica. Esto crea una transición entre regiones en lugar de la curva suave y uniforme de una lente esférica estándar. El límite entre las zonas suele ser nítido y se produce en un diámetro definido a través de la superficie óptica.

Las lentes biesféricas resuelven un problema específico en la formación de imágenes: la aberración esférica. Una única superficie esférica enfoca la luz del centro y los bordes en diferentes puntos a lo largo del eje óptico, lo que degrada la nitidez de la imagen en todo el campo. Al aplanar la periferia en relación con el centro, o al pronunciarla, un diseñador de lentes puede enfocar mejor los rayos marginales sin sacrificar el rendimiento del centro. La técnica es especialmente valiosa en sistemas de enfoque fijo donde el ajuste de la lente no es una opción.

Fabricación y variantes

Las superficies biesféricas se fabrican mediante esmerilado y pulido, o mediante moldeo por inyección en ópticas de plástico. La creación precisa de la zona de transición es fundamental: un borde mal definido provoca un anillo o halo visible en la imagen. Algunos diseños utilizan una transición asférica gradual en lugar de un escalón pronunciado, mezclando los dos radios en una pequeña banda. El radio central suele oscilar entre 10 y 100 mm, según la distancia focal y la aplicación de la lente.

El diseño biesférico aparece con frecuencia en las lentes de las cámaras, especialmente en los diseños compactos de teleobjetivo y gran angular, donde las limitaciones de espacio impiden el uso de múltiples elementos. También es común en las lentes de las gafas para la corrección de aberraciones periféricas, y en los colimadores de LED y láser, donde la luz fuera del eje debe controlarse estrictamente. El término en sí mismo refleja la descripción de dos superficies esféricas que trabajan juntas, aunque solo interviene una superficie física.

Debido a que las superficies biesféricas se apartan de la forma esférica ideal, el control de calidad durante la fabricación es exigente. Una desviación de más de unas pocas micras con respecto al diseño puede degradar notablemente el rendimiento. El costo es superior al de una lente esférica simple, pero sigue siendo muy inferior al costo de una superficie totalmente asférica o difractiva, lo que convierte el diseño biesférico en un compromiso práctico en aplicaciones sensibles al costo donde se requiere corrección de la aberración esférica.