Forstå geometrien av optiske linser

Når optiske designere snakker om optiske leser, refererer de til en enkelt leselement eller en gruppe av leselementer (Figur 1). Eksempler på monolitiske leser inkluderer plan-konveks (PCX) leser, dobbelt konveks (DCX) leser, asfærisk leser, osv. Eksempler på komponentkomponenter er teleentriske bildeleser, uendelig korreksjon objektiver, stråleutvidere, osv. Hver kombinasjon består av en serie leselementer, hver med en spesifikk lesegeometri som kontrollerer lys på sin egen måte.

Figur 1: Plan-konveks lese (enkelt element på venstre side) og teleentrisk bildelese (kombinasjon av elementer på høyre side)

Snells brytningslov

Før du dykker inn i hver type linsegeometri, overvei hvordan optiske linser bøyer lys ved å bruke brekksegenskaper. Brekk er måten lys avviker et bestemt beløp når det går inn i eller ut av et medium. Avviklingen er en funksjon av brekkstallet til mediumet og vinkelen til lyset med hensyn til overflatenormalen. Denne egenskapen styres av Snells lov for brekk (ligning 1), der n1 er brekkstallet til det inngående mediumet, θ1 er vinkelen til det inngående lyset, n2 er indeksen til det brekkende mediumet, og θ2 er vinkelen til det brekkende lyset. Snells lov beskriver forholdet mellom inngangsvinkelen og transmitteringsvinkelen til lyset mens det reiser gjennom ulike media (figur 2).

Snells brytningslov

Før du dykker inn i hver type linsegeometri, overvei hvordan optiske linser bøyer lys ved å bruke brekksegenskaper. Brekk er måten lys avviker et bestemt beløp når det går inn i eller ut av et medium. Avviklingen er en funksjon av brekkstallet til mediumet og vinkelen til lyset med hensyn til overflatenormalen. Denne egenskapen styres av Snells lov for brekk (ligning 1), der n1 er brekkstallet til det inngående mediumet, θ1 er vinkelen til det inngående lyset, n2 er indeksen til det brekkende mediumet, og θ2 er vinkelen til det brekkende lyset. Snells lov beskriver forholdet mellom inngangsvinkelen og transmitteringsvinkelen til lyset mens det reiser gjennom ulike media (figur 2).

Figur 2: Snells lov for brekk