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超越玻璃和热塑性塑料

具有负拔模角或底切的模压光学元件，可以使用有机硅。刚性材料一般不具备这种能力。经典的菲涅耳透镜具有棱柱面，包含光学曲线和近乎垂直的表面。这种结构已经为光学行业服务了几个世纪，并已扩展到衍射光学领域。通常，近乎垂直的表面以正角度从刻面倾斜，以满足可制造性。在照明应用中，在某些情况下，底切或负拔模角会增强光学器件的性能，或是允许集成机械特征。

使设计工程师能够包含底切或负拔模条件等几何形状，是使用有机硅的独特优势。可模压光学有机硅可以在模具外拉伸和弯曲，从而能够将多个独特的表面集成到复合光学组件中，实现这些组件的单次成型。在系统中消除元件到元件的对齐，可以进一步降低组装成本。

然而，有机硅材料也有其局限性。低表面能虽然非常适合清洁，但也意味着几乎没有任何东西能粘在上面，包括减反射膜层。虽然这对于照明应用来说通常不是问题，但是在设计中应考虑菲涅耳损耗，因为二次膜层选择有限。此外，可用于安装有机硅光学元件的粘合剂也有限。由于其灵活性，用有机硅生产的光学元件可能需要增强强度的肋条或安装特征来夹入外壳中，而不是用传统的安装方法。

有趣的是，这种灵活性允许有机硅部件结合用于防潮密封、自对准和机械连接的O形密封圈。例如，用于光学组件的有机硅端帽，或卡到医疗探头远端上的光学组件，将既是光学表面又是保护表面。这些特点，连同其成本效益，使可模压光学有机硅成为一次性表面光学元件的理想选择。它还可以通过消除玻璃光学元件崩边或划伤的可能性，来延长产品寿命。

有机硅光学元件的真正价值远远超出了材料和光学特性。其广泛的功能和灵活性，可以通过简化和消除工艺步骤，实现更高的光学组装效率。此外，制造过程中节省的时间和成本，可以通过较低的单件产品总成本，来促进大众市场的采用。这些优势需要在产品设计阶段加以考虑，包括与设计师、产品经理、包装工程师和其他参与产品组装和包装的人员进行讨论。未能在系统级别整合功能，很可能是代价高昂的错误，并可能导致未来昂贵的重新设计。

通过SMO降低装配成本

将光学元件集成到PCB上的原始方法之一，是在SMT回流焊工艺之后增加组装步骤。此工艺步骤可能需要手动将 PCB 组件装载到拾放（pick-and-place）组装设备中，或手动将光学元件放置在PCB上，然后进行点胶、固化和光学性能测试。

创建SMO技术是为了消除这种回流焊后的组装步骤，提高贴装精度，并减少潜在故障点的数量和总体成本。

模压光学元件安装在金属焊环中，并与SMT电子器件同时焊接到位；这实现了显著的总成本节约。对准公差取决于光学设计和组装设备。使用先进设备的制造精度可达数十微米，远优于行业标准。SMO采用卷带式封装，并与标准的拾放设备兼容。

LumenFlow公司获得专利的复合光学元件（可表面贴装），是为一系列LED光源设计的光学元件集合的原型。为了适应具有不同输出角度、波长和封装尺寸的LED，这种两元件（two-element）、一体式复合透镜可以结合各种表面纹理和形状，以创建一系列标准输出光束形状，这可以直接在工厂实现。例如，可以将光输出优化为窄聚焦点或广域照明。额外的可用光学元件可以提供顶帽能量分布或其他所需的输出形状，包括插入十字线。显示了复合光学元件的各种表面如何发挥作用，具体取决于光源的发散度。低发散光通过光学元件的中心（实际上是一个单透镜）。在更大的角度，光会遇到两对光学表面，它们之间有空气间隙。

有机硅SMO：解决生产挑战

总体而言，有机硅SMO在具有挑战性的环境中具有材料、设计、组装和应用优势，并且与传统的刚性热塑性塑料相比具有成本竞争力。这种多样性支持汽车、医疗、工业、商业和其他几个市场的应用。

SMO的成本优势，能够替代更昂贵的玻璃或热塑性零件和组件。将多个组件集成到具有对齐功能的单个SMO中，并使装配流程更有效率，将降低整体产品成本。潜在的成本节约跨越了整个光机械领域，尤其是在其他光学材料性能不佳的环境中。

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文章来源：ACT激光世界