Razumijevanje geometrije optičkih leća

Kada optički dizajneri govorili o optičkim lećima, misle na jedan lečni element ili skup lečnih elemenata (Slika 1). Primjeri monolitičkih leća uključuju ravnokonveksna (PCX) leća, dvostruko konveksna (DCX) leća, asferna leća itd. Primjeri komponentnih sustava su telecentrična snimljiva leća, ciljevi za ispravku beskonačnosti, proširivači zraka itd. Svaki spoj se sastoji od serije lečnih elemenata, svaki sa specifičnom geometrijom leca koja upravlja svjetlom na svoj način.

Slika 1: Ravnokonveksno leće (jedinstveni element s lijeve strane) i telecentrično snimljivo leće (kombinacija elemenata s desne strane)

Snellov zakon loma

Prije nego što se ponorimo u svaku vrstu geometrije leće, razmotrite kako optičke leće savijaju svjetlo koristeći svojstva refrakcije. Refrakcija je način na koji se svjetlo odvija za određeni iznos dok ulazi ili napušta sredstvo. Odvijanje je funkcija refraktivnog indeksa sredstva i kuta svjetla u odnosu na normalu površine. Ovo svojstvo upravlja Snellovim zakonom refrakcije (jednadžba 1), gdje je n1 refraktivni indeks ulaznog sredstva, θ1 kut ulaznog svjetla, n2 indeks refraktirajućeg sredstva, a θ2 kut refraktiranog svjetla. Snellov zakon opisuje odnos između kuta incidencije i kuta transmisije svjetla dok se širi kroz različite sredstva (Slika 2).

Snellov zakon loma

Prije nego što se ponorimo u svaku vrstu geometrije leće, razmotrite kako optičke leće savijaju svjetlo koristeći svojstva refrakcije. Refrakcija je način na koji se svjetlo odvija za određeni iznos dok ulazi ili napušta sredstvo. Odvijanje je funkcija refraktivnog indeksa sredstva i kuta svjetla u odnosu na normalu površine. Ovo svojstvo upravlja Snellovim zakonom refrakcije (jednadžba 1), gdje je n1 refraktivni indeks ulaznog sredstva, θ1 kut ulaznog svjetla, n2 indeks refraktirajućeg sredstva, a θ2 kut refraktiranog svjetla. Snellov zakon opisuje odnos između kuta incidencije i kuta transmisije svjetla dok se širi kroz različite sredstva (Slika 2).

Slika 2: Snellov zakon refrakcije