菲涅爾透鏡是由法國(guó)物理學(xué)家奧古斯汀.菲涅爾(Augustin.Fresnel)發(fā)明的,,他在1822年最初使用這種透鏡設(shè)計(jì)用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統(tǒng)——燈塔透鏡。 菲涅爾透鏡(Fresnel Lense)是一種微細(xì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件,,從正面看其象一個(gè)飛鏢盤,,由一環(huán)一環(huán)的同心圓組成,。
基本原理 其工作原理十分簡(jiǎn)單:假設(shè)一個(gè)透鏡的折射能量?jī)H僅發(fā)生在光學(xué)表面(如:透鏡表面),拿掉盡可能多的光學(xué)材料,,而保留表面的彎曲度,。 另外一種理解就是,透鏡連續(xù)表面部分“坍陷”到一個(gè)平面上,。如下圖:
從剖面看,,其表面由一系列鋸齒型凹槽組成,中心部分是橢圓型弧線,。每個(gè)凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同,,但都將光線集中一處,形成中心焦點(diǎn),,也就是透鏡的焦點(diǎn),。每個(gè)凹槽都可以看做一個(gè)獨(dú)立的小透鏡,把光線調(diào)整成平行光或聚光,。這種透鏡還能夠消除部分球形像差,。
菲涅爾透鏡分類 從光學(xué)設(shè)計(jì)上來劃分: 正菲涅爾透鏡: 光線從一側(cè)進(jìn)入,經(jīng)過菲涅爾透鏡在另一側(cè)出來聚焦成一點(diǎn)或以平行光射出,。焦點(diǎn)在光線的另一側(cè),,并且是有限共軛。 這類透鏡通常設(shè)計(jì)為準(zhǔn)直鏡(如投影用菲涅爾透鏡,,放大鏡)以及聚光鏡(如太陽(yáng)能用聚光聚熱用菲涅爾透鏡,。
負(fù)菲涅爾透鏡 : 和正焦菲涅爾透鏡剛好相反,焦點(diǎn)和光線在同一側(cè),,通常在其表面進(jìn)行涂層,,作為第一反射面使用。
從結(jié)構(gòu)上劃分: 圓形菲涅爾透鏡 菲涅爾透鏡陣列,, 柱狀菲涅爾透鏡,, 線性菲涅爾透鏡, 衍射菲涅爾透鏡,, 菲涅爾反射透鏡,, 菲涅爾光束分離器和菲涅爾棱鏡。 菲涅爾透鏡是一種應(yīng)用十分廣泛的光學(xué)元件,,其設(shè)計(jì)和制造設(shè)計(jì)到多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,,包括光學(xué)工程,高分子材料工程,CNC機(jī)械加工,,金剛石車削工藝,,鍍鎳工藝;模壓,、注塑,、澆鑄等制造工藝,。
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