Suprasti optinių lęšių geometriją

Kai optinių dizainerių kalba apie optinius lęšius, jie nuožiūri į vieną lęšio elementą arba lęšių elementų grupę (Paveikslas 1). Monolitinių lęšių pavyzdžiai yra plokščiai-iškilibria (PCX) lęšiai, dviejų iškilibrių (DCX) lęšiai, asferynės lęšiai ir kt. Komponentinių sistemų pavyzdžiai yra telecentriniai vaizdavimo lęšiai, begalės korekcijos objektyvai, spindulių plėtimo priemonės ir kt. Kiekviena kombinacija sudaryta iš lęšių elementų serijos, kuriame kiekvienas turi specifišką lęšio geometriją, kontroliuojančią šviesą savo būdu.

Paveikslas 1: Plokščiai-iškilis lęšis (viename elemente kairėje) ir telecentrinis vaizdavimo lęšis (elementų kombinacijos dešinėje)

Snello šviesos lūžimo dėsnis

Prieš įsiskverbęs į kiekvieną lęšų geometrijos tipą, apsvarstykite, kaip optiniai lęšiai sukreipia šviesą naudojant sukreipimo savybes. Sukreipimas yra būdas, kurio šviesa nuverčia tam tikru kiekiu, kai ji patekia arba išeina iš mediumo. Nuverimasis priklauso nuo mediumo sukreipimo rodiklio ir šviesos kampo pagal vertikaliąją ašį. Ši savybė reguliuojama Snello sukreipimo dėsniu (formulė 1), kur n1 yra įsiskverbimojo mediumo sukreipimo rodiklis, θ1 yra įsiskverbimojo šviesos kampas, n2 yra sukreipiančio mediumo rodiklis, o θ2 yra sukreipiančios šviesos kampas. Snello dėsnis aprašo santykius tarp įsijungimo kampo ir transliacijos kampo, kai šviesa kelionė per daugelį mediumų (paveiksliukas 2).

Snello šviesos lūžimo dėsnis

Prieš įsiskverbęs į kiekvieną lęšų geometrijos tipą, apsvarstykite, kaip optiniai lęšiai sukreipia šviesą naudojant sukreipimo savybes. Sukreipimas yra būdas, kurio šviesa nuverčia tam tikru kiekiu, kai ji patekia arba išeina iš mediumo. Nuverimasis priklauso nuo mediumo sukreipimo rodiklio ir šviesos kampo pagal vertikaliąją ašį. Ši savybė reguliuojama Snello sukreipimo dėsniu (formulė 1), kur n1 yra įsiskverbimojo mediumo sukreipimo rodiklis, θ1 yra įsiskverbimojo šviesos kampas, n2 yra sukreipiančio mediumo rodiklis, o θ2 yra sukreipiančios šviesos kampas. Snello dėsnis aprašo santykius tarp įsijungimo kampo ir transliacijos kampo, kai šviesa kelionė per daugelį mediumų (paveiksliukas 2).

Paveiksliukas 2: Snello sukreipimo dėsnis