Entender la geometría de las lentes ópticas

Cuando los diseñadores ópticos hablan de lentes ópticas, se refieren a un solo elemento de lente o a un grupo de elementos de lente (Figura 1). Ejemplos de lentes monolíticas incluyen lentes planocónvexas (PCX), lentes doblemente convexas (DCX), lentes asféricas, etc. Ejemplos de componentes son lentes de imagen telecentricos, objetivos de corrección infinita, amplificadores de haz, etc. Cada combinación consta de una serie de elementos de lente, cada uno con una geometría de lente específica que controla la luz de su propia manera.

Figura 1: Lente planocónica (elemento individual a la izquierda) y lente de imagen telecentrica (combinación de elementos a la derecha)

Ley de refracción de Snell

Antes de adentrarnos en cada tipo de geometría de lentes, considera cómo las lentes ópticas doblan la luz utilizando las propiedades de refracción. La refracción es la forma en que la luz se desvía de una cierta cantidad al entrar o salir de un medio. El desvío es una función del índice de refracción del medio y el Ángulo de la luz con respecto a la normal de la superficie. Esta propiedad está regida por la ley de refracción de Snell (ecuación 1), donde n1 es el índice de refracción del medio incidente, θ1 es el Ángulo de la luz incidente, n2 es el índice del medio refractante, y θ2 es el Ángulo de la luz refractada. La ley de Snell describe la relación entre el Ángulo de incidencia y el Ángulo de transmisión de la luz mientras viaja a través de varios medios (Figura 2).

Ley de refracción de Snell

Antes de adentrarnos en cada tipo de geometría de lentes, considera cómo las lentes ópticas doblan la luz utilizando las propiedades de refracción. La refracción es la forma en que la luz se desvía de una cierta cantidad al entrar o salir de un medio. El desvío es una función del índice de refracción del medio y el Ángulo de la luz con respecto a la normal de la superficie. Esta propiedad está regida por la ley de refracción de Snell (ecuación 1), donde n1 es el índice de refracción del medio incidente, θ1 es el Ángulo de la luz incidente, n2 es el índice del medio refractante, y θ2 es el Ángulo de la luz refractada. La ley de Snell describe la relación entre el Ángulo de incidencia y el Ángulo de transmisión de la luz mientras viaja a través de varios medios (Figura 2).

Figura 2: Ley de refracción de Snell