Ymmärrä optisten linsojen geometria

Kun optiikkasuunnittelijat puhuvat optisista linsoista, he viittaavat yhteen linssielementtiin tai linssielementtien ryhmään (kuva 1). Monoliittisten linsojen esimerkkejä ovat tasapintaiset-konveksit (PCX) linsit, kaksinkertaisesti konveksit (DCX) linsit, asfääriset linsit jne. Komponenttien komponenttien esimerkkejä ovat telekeskeiset kuvauslinssit, äärettömyyskorjausobjektiivit, säteilylaajentajat jne. Jokainen yhdistelmä koostuu sarjasta linssielementtejä, joilla on tietyt linssigeometriat, jotka ohjaavat valoa omalla tavallaan.

Kuva 1: Tasapintainen-konveksi linsi (yksittäinen elementti vasemmalla) ja telekeskeinen kuvauslinsi (elementtien yhdistelmä oikealla)

Snellin refraktiolaki

Ennen kuin sukeltuu jokaiseen linssigeometrian tyyppiin, harkitse, miten optiset lenkit taivuttavat valoa käyttäen taivutusominaisuuksia. Taivutus on se tapa, jolla valo poikkeaa tietystä määrästä, kun se tulee sisään tai lähtee keskimääräisestä. Poikkeus riippuu keskimääräisen taivutusindeksistä ja valon kulmasta suhteessa pinta-normaaliin. Tämä ominaisuus hallitaan Snellin taivutuslakilla (yhtälö 1), jossa n1 on sijoitettavan keskindeksi, θ1 on sijoitettavan valon kulma, n2 on taivutuksen indeksi, ja θ2 on taivutetun valon kulma. Snellin laki kuvaa suhdetta välillä sijoituskulma ja läpimeno-kulma, kun valo matkustaa useiden keskimääräisten kautta (Kuva 2).

Snellin refraktiolaki

Ennen kuin sukeltuu jokaiseen linssigeometrian tyyppiin, harkitse, miten optiset lenkit taivuttavat valoa käyttäen taivutusominaisuuksia. Taivutus on se tapa, jolla valo poikkeaa tietystä määrästä, kun se tulee sisään tai lähtee keskimääräisestä. Poikkeus riippuu keskimääräisen taivutusindeksistä ja valon kulmasta suhteessa pinta-normaaliin. Tämä ominaisuus hallitaan Snellin taivutuslakilla (yhtälö 1), jossa n1 on sijoitettavan keskindeksi, θ1 on sijoitettavan valon kulma, n2 on taivutuksen indeksi, ja θ2 on taivutetun valon kulma. Snellin laki kuvaa suhdetta välillä sijoituskulma ja läpimeno-kulma, kun valo matkustaa useiden keskimääräisten kautta (Kuva 2).

Kuva 2: Snellin taivutuslaki