傳統光學透鏡和菲涅爾透鏡有什麼不同?

2020-12-05 小橋流水2020

菲涅爾透鏡是一種應用十分廣泛的超精密光學透鏡器件。如太陽能聚光發電系統,投影顯示系統、雷射電視屏幕,特別是超大尺寸的菲涅爾透鏡,可以作為超大尺寸的透鏡,或反射面,探索在空間太陽能、巨型反射面(如貴州天眼500米口徑的射電望遠鏡)等方面的應用。傳統透鏡和菲涅爾到底有什麼不同,今天我們一起來聊聊。

傳統透鏡比較厚重,而且尺寸較小;菲涅爾透鏡輕薄、大尺寸。

菲涅爾透鏡原理是法國物理學家奧古斯汀.菲涅爾(AugustinFresnel)發明的,將球面及非球面的透鏡轉化輕薄型平面形狀透鏡,而達到同樣的光學效果,再通過超精密加工方式,在平面表面加工出大量光學級環帶,每個環帶都發揮獨立的透鏡作用。菲涅爾透鏡是實現透鏡大型化、平面化,輕薄化最佳方式。

菲斯特菲涅爾透鏡的製造,特別是大尺寸透鏡製造涉及了光學設計模擬、超精密製造技術,高分子材料和精密成型工藝。菲涅爾透鏡可廣泛應用於照明、航海、科學研究等。

菲涅爾透鏡是平板形態,實現反射和匯聚射線功能。利用本原理和拼接技術,可以將任何口徑的拋物面、橢球面、高次曲面光學透鏡轉換成平面形態,從而實現任意尺寸拼接菲涅爾透鏡,探索在空間太陽能、巨型反射面(如貴州天眼500米口徑的射電望遠鏡)等方面的應用。

菲斯特菲涅爾透鏡無限拼接技術,從數米、到數百米、到任意大尺寸均可以採用這種拼接技術,直徑500米的貴州天眼中拋物反射面可以利用這種拼接技術,用平面狀的菲涅爾透鏡模擬拋物面,降低加工難度,更容易安裝和調整。

相關焦點

  • 認識:菲涅爾透鏡
    菲涅爾透鏡是由法國物理學家奧古斯汀.菲涅爾(Augustin.Fresnel)發明的,他在1822年最初使用這種透鏡設計用於建立一個玻璃菲涅爾透鏡系統——燈塔透鏡。菲涅爾透鏡(Fresnel Lense)是一種微細結構的光學元件,從正面看其象一個飛鏢盤,由一環一環的同心圓組成。
  • 解析菲涅爾透鏡的原理及應用
    5.菲涅爾透鏡的作用  菲涅爾透鏡,簡單的說就是在透鏡的一側有等距的齒紋。通過這些齒紋,可以達到對指定光譜範圍的光帶通(反射或者折射)的作用。傳統的打磨光學器材的帶通光學濾鏡造價昂貴,菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。  典型的例子就是PIR(被動紅外線探測器)。
  • 菲涅爾透鏡的故事
    菲涅爾透鏡是由法國物理學家奧古斯汀.菲涅爾(Augustin.Fresnel)發明的,他在1822年最初使用這種透鏡設計用於建立一個玻璃菲涅爾透鏡系統——燈塔透鏡。每個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,也就是透鏡的焦點。每個凹槽都可以看做一個獨立的小透鏡,把光線調整成平行光或聚光。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。
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    菲涅爾透鏡非常適合減輕重量。它們能夠提供大光圈和短焦距,為透鏡帶來與傳統透鏡設計相當的功率,但重量可以更輕。但對於傳統的菲涅爾透鏡而言,與菲涅爾結構相關的衍射和其他偽影限制了它們在成像應用中的使用。Facebook希望通過一種混合型菲涅爾透鏡設計來解決相關問題。專利文件中概述道:「專利描述了由第一透鏡表面和與第一透鏡表面相對的第二透鏡表面限定的透鏡。
  • 菲涅爾透鏡的原理與應用
    其工作原理:假設一個透鏡的折射能量僅僅發生在光學表面(如:透鏡表面),拿掉儘可能多的光學材料,而保留表面的彎曲度,透鏡的厚度也會變薄。如下圖所示。                            透鏡連續表面部分「坍陷」到一個平面上。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。
  • 「菲涅爾透鏡」的沙雕用法······
    在中學物理中,「光學」算得上是最神奇的一個板塊。光色的色散、透鏡、光的折射、全反射中都涉及到非常奇妙的實驗和現象。
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    即使是較好的菲涅爾透鏡,也是通常將普通透鏡分為小段後,近似為折線,並經過不同距離的簡單平移而形成,這些設計方法上的缺陷造成了菲涅爾透鏡的低質量。  LED體積很小,但市場上銷售的LED用杯狀透鏡大都厚度在10mm以上,這成為LED在某些場合應用的致命問題,雖然可以用菲涅爾透鏡來減薄透鏡的厚度和減少光吸收,但如何進行精確的光學設計卻很少見到文獻報導。
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