Понимать геометрию оптических линз. Россия

Когда дизайнеры-оптики говорят об оптических линзах, они имеют в виду отдельный элемент линзы или группу элементов линзы (рис. 1). Примеры монолитных линз включают плоско-выпуклые линзы (PCX), двояковыпуклые линзы (DCX), асферические линзы и т. д. Примерами составных частей являются телецентрические линзы для формирования изображения, объективы с коррекцией бесконечности, расширители луча и т. д. Каждая комбинация состоит из ряда линз. Элементы линз, каждый из которых имеет определенную геометрию линзы, которая по-своему управляет светом.

Рисунок 1: Плоско-выпуклая линза (один элемент слева) и телецентрическая линза формирования изображений (комбинация элементов справа)

Закон преломления Снелла

Прежде чем углубляться в каждый тип геометрии линз, рассмотрим, как оптические линзы преломляют свет, используя свойства преломления. Преломление — это способ отклонения света от определенной величины при попадании в среду или выходе из нее. Отклонение является функцией показателя преломления среды и угла света относительно нормали к поверхности. Это свойство определяется законом преломления Снелла (уравнение 1), где n1 — показатель преломления падающей среды, θ1 — угол падающего света, n2 — показатель преломляющей среды, а θ2 — угол преломляющей среды. свет. Закон Снелла описывает взаимосвязь между углом падения и углом прохождения света при его прохождении через различные среды (рис. 2).

Закон преломления Снелла

Прежде чем углубляться в каждый тип геометрии линз, рассмотрим, как оптические линзы преломляют свет, используя свойства преломления. Преломление — это способ отклонения света от определенной величины при попадании в среду или выходе из нее. Отклонение является функцией показателя преломления среды и угла света относительно нормали к поверхности. Это свойство определяется законом преломления Снелла (уравнение 1), где n1 — показатель преломления падающей среды, θ1 — угол падающего света, n2 — показатель преломляющей среды, а θ2 — угол преломляющей среды. свет. Закон Снелла описывает взаимосвязь между углом падения и углом прохождения света при его прохождении через различные среды (рис. 2).

Рисунок 2: Закон преломления Снелла.