הבנה של הגאומטריה של עדשות אופטיות

כשמעצבניצי האופטיקה מדברים על עדשות אופטיות, הם מתכוונים לעדשה אחת או לקבוצה של אלמנטים של עדשות (תמונה 1). דוגמאות לעדשות מונוליטיות כוללות עדשות קabcdefghijklmnop (PCX), עדשות כפולות-קnvwx (DCX), עדשות אספראיות וכו'. דוגמאות לרכיבים הם עדשות תיעוד טלצנטריות, מטרות תקון אינסוף, מרחבי קרן וכו'. כל צירוף כולל סדרה של אלמנטים של עדשות, כל אחד עם גיאומטריה מסוימת של העדשה ששולט באור בדרך שלו.

תמונה 1: עדשה פלאנו-קnvwx (אלמנט יחיד בשמאל) ועדשת תיעוד טלצנטרית (צירוף של אלמנטים בימין)

חוק השבר של סנל

לפני שנסתכל על כל סוג גיאומטריה של עדשות, נחשוב כיצד עדשות אופטיות מטווים אור באמצעות תכונות של כיווץ. כיווץ הוא הדרך בה האור סוטה בכמות מסוימת כאשר הוא נכנס או יוצא מממך. הסטייה היא פונקציה של המקדם של כיווץ של הממך והזווית של האור ביחס לציר הנורמלי. תכונה זו נתונה לחוק הכיווץ של סנל (משוואה 1), שבה n1 הוא המקדם של כיווץ של הממך הכנסול, θ1 היא הזווית של האור הכנסול, n2 הוא המקדם של הממך הקורה, ו-θ2 היא הזווית של האור הקורה. חוק סנל מתאר את הקשר בין זווית ההיכנס לבין זווית העברת האור因为他 עובר דרך מגוון של חומרים (תמונה 2).

חוק השבר של סנל

לפני שנסתכל על כל סוג גיאומטריה של עדשות, נחשוב כיצד עדשות אופטיות מטווים אור באמצעות תכונות של כיווץ. כיווץ הוא הדרך בה האור סוטה בכמות מסוימת כאשר הוא נכנס או יוצא מממך. הסטייה היא פונקציה של המקדם של כיווץ של הממך והזווית של האור ביחס לציר הנורמלי. תכונה זו נתונה לחוק הכיווץ של סנל (משוואה 1), שבה n1 הוא המקדם של כיווץ של הממך הכנסול, θ1 היא הזווית של האור הכנסול, n2 הוא המקדם של הממך הקורה, ו-θ2 היא הזווית של האור הקורה. חוק סנל מתאר את הקשר בין זווית ההיכנס לבין זווית העברת האור因为他 עובר דרך מגוון של חומרים (תמונה 2).

תמונה 2: חוק הכיווץ של סנל