Sapratne par optisko lēcu ģeometriju

Kad optikas dizaineri runā par optiskajiem stikliem, tie atsaucas uz vienu stikla elementu vai stikla elementu grupu (Figura 1). Monolitisko stiklu piemēri ietver viensānu-konveksus (PCX) stikli, divkārt konveksus (DCX) stikli, asfēriskie stikli utt. Komponentu piemēri ir telecentriskie attēlošanas stikli, bezgalošās korekcijas objektīvi, starojuma paplašinātāji utt. Katrs sastāvdaļu kombinācija sastāv no stikla elementu virknes, kuru katrs ir ar specifisku stikla ģeometriju, kas savā veidā kontrolē gaismu.

Figura 1: Viensānu-konveksais stikls (viens elements pa kreisi) un telecentriskais attēlošanas stikls (elementu kombinācija pa labi)

Snella lomiņas likums

Pirms iegūst skaidrību par katru lēnu ģeometrijas veidu, apsvērt, kā optiskie stikli lūž gaismu, izmantojot lūšanas īpašības. Lūšana ir tas, kā gaismas starpniekā ienākot vai izkāpjot no tā, tā devijācija noteiktā apjoma vidū. Devijācija ir funkcija no starpnieka lūšanas indeksa un gaismas leņķa attiecībā pret virsmas normāli. Šī īpašība tiek regulēta ar Snella lūšanas likumu (vienādojums 1), kur n1 ir incidents starpnieka lūšanas indekss, θ1 ir incidents gaismas leņķis, n2 ir lūšanas starpnieka indekss, un θ2 ir lūšanas gaismas leņķis. Snella likums apraksta sakaru starp incidents leņķi un pārvades leņķi, kad gaismas ceļojas caur dažādiem starpniekiem (Figura 2).

Snella lomiņas likums

Pirms iegūst skaidrību par katru lēnu ģeometrijas veidu, apsvērt, kā optiskie stikli lūž gaismu, izmantojot lūšanas īpašības. Lūšana ir tas, kā gaismas starpniekā ienākot vai izkāpjot no tā, tā devijācija noteiktā apjoma vidū. Devijācija ir funkcija no starpnieka lūšanas indeksa un gaismas leņķa attiecībā pret virsmas normāli. Šī īpašība tiek regulēta ar Snella lūšanas likumu (vienādojums 1), kur n1 ir incidents starpnieka lūšanas indekss, θ1 ir incidents gaismas leņķis, n2 ir lūšanas starpnieka indekss, un θ2 ir lūšanas gaismas leņķis. Snella likums apraksta sakaru starp incidents leņķi un pārvades leņķi, kad gaismas ceļojas caur dažādiem starpniekiem (Figura 2).

Figura 2: Snella lūšanas likums