ऑप्टिकल लेंस की ज्यामिति को समझें

जब ऑप्टिकल डिजाइनर ऑप्टिकल लेंस के बारे में बात करते हैं, तो वे एकल लेंस तत्व या लेंस तत्वों के समूह का उल्लेख कर रहे होते हैं (चित्र 1)। मोनोलिथिक लेंस के उदाहरणों में प्लैनो-उत्तल (पीसीएक्स) लेंस, डबल उत्तल (डीसीएक्स) लेंस, एस्फेरिकल लेंस आदि शामिल हैं। घटक घटकों के उदाहरण टेलीसेंट्रिक इमेजिंग लेंस, अनंत सुधार उद्देश्य, बीम एक्सटेंडर आदि हैं। प्रत्येक संयोजन में एक श्रृंखला होती है लेंस तत्व, प्रत्येक में एक विशिष्ट लेंस ज्यामिति होती है जो प्रकाश को अपने तरीके से नियंत्रित करती है।

चित्र 1: प्लेनो-उत्तल लेंस (बाईं ओर एकल तत्व) और टेलीसेंट्रिक इमेजिंग लेंस (दाईं ओर तत्वों का संयोजन)

स्नेल का अपवर्तन नियम

प्रत्येक प्रकार के लेंस ज्यामिति में गहराई से जाने से पहले, विचार करें कि कैसे ऑप्टिकल लेंस अपवर्तन गुणों का उपयोग करके प्रकाश को मोड़ते हैं। अपवर्तन वह तरीका है जिससे प्रकाश किसी माध्यम में प्रवेश करते या छोड़ते समय एक निश्चित मात्रा से विचलित हो जाता है। विचलन माध्यम के अपवर्तनांक और सतह के सामान्य के संबंध में प्रकाश के कोण का एक कार्य है। यह गुण स्नेल के अपवर्तन नियम (समीकरण 1) द्वारा नियंत्रित होता है, जहां n1 आपतित माध्यम का अपवर्तनांक है, θ1 आपतित प्रकाश का कोण है, n2 अपवर्तक माध्यम का सूचकांक है, और θ2 अपवर्तनांक का कोण है रोशनी। स्नेल का नियम प्रकाश के आपतन कोण और संचरण कोण के बीच संबंध का वर्णन करता है क्योंकि यह विभिन्न मीडिया के माध्यम से यात्रा करता है (चित्र 2)।

स्नेल का अपवर्तन नियम

प्रत्येक प्रकार के लेंस ज्यामिति में गहराई से जाने से पहले, विचार करें कि कैसे ऑप्टिकल लेंस अपवर्तन गुणों का उपयोग करके प्रकाश को मोड़ते हैं। अपवर्तन वह तरीका है जिससे प्रकाश किसी माध्यम में प्रवेश करते या छोड़ते समय एक निश्चित मात्रा से विचलित हो जाता है। विचलन माध्यम के अपवर्तनांक और सतह के सामान्य के संबंध में प्रकाश के कोण का एक कार्य है। यह गुण स्नेल के अपवर्तन नियम (समीकरण 1) द्वारा नियंत्रित होता है, जहां n1 आपतित माध्यम का अपवर्तनांक है, θ1 आपतित प्रकाश का कोण है, n2 अपवर्तक माध्यम का सूचकांक है, और θ2 अपवर्तनांक का कोण है रोशनी। स्नेल का नियम प्रकाश के आपतन कोण और संचरण कोण के बीच संबंध का वर्णन करता है क्योंकि यह विभिन्न मीडिया के माध्यम से यात्रा करता है (चित्र 2)।

चित्र 2: स्नेल का अपवर्तन नियम