Forstå geometrien af ​​optiske linser

Når optiske designere taler om optiske linser, refererer de til et enkelt linseelement eller en gruppe linseelementer (figur 1). Eksempler på monolitiske linser omfatter plankonvekse (PCX) linser, dobbeltkonvekse (DCX) linser, asfæriske linser osv. Eksempler på komponentkomponenter er telecentriske billedlinser, uendelighedskorrektionsobjektiver, stråleforlængere osv. Hver kombination består af en række linseelementer, hver med en specifik linsegeometri, der styrer lyset på sin egen måde.

Figur 1: Plano-konveks linse (enkelt element til venstre) og telecentrisk billedlinse (kombination af elementer til højre)

Snells brydningslov

Før du dykker ned i hver type linsegeometri, skal du overveje, hvordan optiske linser bøjer lys ved hjælp af brydningsegenskaber. Brydning er den måde, lys afviger fra en vis mængde, når det kommer ind i eller forlader et medium. Afvigelsen er en funktion af mediets brydningsindeks og lysvinklen i forhold til overfladenormalen. Denne egenskab er styret af Snells brydningslov (ligning 1), hvor n1 er brydningsindekset for det indfaldende medium, θ1 er det indfaldende lyss vinkel, n2 er det brydende mediums indeks, og θ2 er det brydende mediums vinkel. lys. Snells lov beskriver forholdet mellem indfaldsvinklen og lysets transmissionsvinkel, når det bevæger sig gennem en række medier (figur 2).

Snells brydningslov

Før du dykker ned i hver type linsegeometri, skal du overveje, hvordan optiske linser bøjer lys ved hjælp af brydningsegenskaber. Brydning er den måde, lys afviger fra en vis mængde, når det kommer ind i eller forlader et medium. Afvigelsen er en funktion af mediets brydningsindeks og lysvinklen i forhold til overfladenormalen. Denne egenskab er styret af Snells brydningslov (ligning 1), hvor n1 er brydningsindekset for det indfaldende medium, θ1 er det indfaldende lyss vinkel, n2 er det brydende mediums indeks, og θ2 er det brydende mediums vinkel. lys. Snells lov beskriver forholdet mellem indfaldsvinklen og lysets transmissionsvinkel, når det bevæger sig gennem en række medier (figur 2).

Figur 2: Snells brydningslov