Begrijp de geometrie van optische lenzen

Wanneer optische ontwerpers het hebben over optische lenzen, bedoelen ze een enkel lenselement of een groep lenselementen (Figuur 1). Voorbeelden van monolithische lenzen zijn plano-convexe (PCX) lenzen, dubbel convexe (DCX) lenzen, asferische lenzen, enz. Voorbeelden van componentcomponenten zijn telecentrische beeldlenzen, oneindige correctieobjectieven, straalverlengers, enz. Elke combinatie bestaat uit een reeks lenselementen, elk met een specifieke lensgeometrie die het licht op zijn eigen manier regelt.

Figuur 1: Plano-convexe lens (enkel element aan de linkerkant) en telecentrische beeldlens (combinatie van elementen aan de rechterkant)

De brekingswet van Snell

Voordat u zich verdiept in elk type lensgeometrie, moet u overwegen hoe optische lenzen licht buigen met behulp van brekingseigenschappen. Breking is de manier waarop licht afwijkt van een bepaalde hoeveelheid wanneer het een medium binnenkomt of verlaat. De afwijking is een functie van de brekingsindex van het medium en de lichthoek ten opzichte van de oppervlaktenormaal. Deze eigenschap wordt bepaald door de brekingswet van Snell (vergelijking 1), waarbij n1 de brekingsindex van het invallende medium is, θ1 de hoek van het invallende licht is, n2 de index van het brekende medium is en θ2 de hoek van het brekende medium is. licht. De wet van Snell beschrijft de relatie tussen de invalshoek en de transmissiehoek van licht terwijl het door verschillende media reist (Figuur 2).

De brekingswet van Snell

Voordat u zich verdiept in elk type lensgeometrie, moet u overwegen hoe optische lenzen licht buigen met behulp van brekingseigenschappen. Breking is de manier waarop licht afwijkt van een bepaalde hoeveelheid wanneer het een medium binnenkomt of verlaat. De afwijking is een functie van de brekingsindex van het medium en de lichthoek ten opzichte van de oppervlaktenormaal. Deze eigenschap wordt bepaald door de brekingswet van Snell (vergelijking 1), waarbij n1 de brekingsindex van het invallende medium is, θ1 de hoek van het invallende licht is, n2 de index van het brekende medium is en θ2 de hoek van het brekende medium is. licht. De wet van Snell beschrijft de relatie tussen de invalshoek en de transmissiehoek van licht terwijl het door verschillende media reist (Figuur 2).

Figuur 2: De brekingswet van Snell