Forstå geometrien til optiske linser

Når optiske designere snakker om optiske linser, refererer de til et enkelt linseelement eller en gruppe linseelementer (Figur 1). Eksempler på monolittiske linser inkluderer plankonvekse (PCX) linser, dobbeltkonvekse (DCX) linser, asfæriske linser, etc. Eksempler på komponentkomponenter er telesentriske bildelinser, uendelig korreksjonsobjektiver, stråleforlengere osv. Hver kombinasjon består av en serie med linseelementer, hver med en spesifikk linsegeometri som styrer lyset på sin egen måte.

Figur 1: Plano-konveks linse (enkelt element til venstre) og telesentrisk bildelinse (kombinasjon av elementer til høyre)

Snells brytningslov

Før du fordyper deg i hver type linsegeometri, bør du vurdere hvordan optiske linser bøyer lys ved hjelp av brytningsegenskaper. Refraksjon er måten lys avviker fra en viss mengde når det kommer inn i eller forlater et medium. Avviket er en funksjon av brytningsindeksen til mediet og lysvinkelen i forhold til overflatenormalen. Denne egenskapen styres av Snells brytningslov (ligning 1), der n1 er brytningsindeksen til det innfallende mediet, θ1 er vinkelen til det innfallende lyset, n2 er indeksen til brytningsmediet, og θ2 er vinkelen til brytningsmediet. lys. Snells lov beskriver forholdet mellom innfallsvinkelen og transmisjonsvinkelen for lys når det beveger seg gjennom en rekke medier (Figur 2).

Snells brytningslov

Før du fordyper deg i hver type linsegeometri, bør du vurdere hvordan optiske linser bøyer lys ved hjelp av brytningsegenskaper. Refraksjon er måten lys avviker fra en viss mengde når det kommer inn i eller forlater et medium. Avviket er en funksjon av brytningsindeksen til mediet og lysvinkelen i forhold til overflatenormalen. Denne egenskapen styres av Snells brytningslov (ligning 1), der n1 er brytningsindeksen til det innfallende mediet, θ1 er vinkelen til det innfallende lyset, n2 er indeksen til brytningsmediet, og θ2 er vinkelen til brytningsmediet. lys. Snells lov beskriver forholdet mellom innfallsvinkelen og transmisjonsvinkelen for lys når det beveger seg gjennom en rekke medier (Figur 2).

Figur 2: Snells refraksjonslov