壹、菲涅爾透鏡基本原理 1.1 什麽是菲涅爾透鏡 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壹個玻璃菲涅爾透鏡系統——燈塔透鏡。 菲涅爾透鏡(Fresnel Lense)是壹種微細結構的光學元件,從正面看其象壹個飛鏢盤,由壹環壹環的同心園組成。 1.2 基本原理 其工作原理十分簡單:假設壹個透鏡的折射能量僅僅發生在光學表面(如:透鏡表面),拿掉盡可能多的光學材料,而保留表面的彎曲度。 另外壹種理解就是,透鏡連續表面部分“坍陷”到壹個平面上。從剖面看,其表面由壹系列鋸齒型凹槽組成,中心部分是橢圓型弧線。每個凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同,但都將光線集中壹處,形成中心焦點,也就是透鏡的焦點。每個凹槽都可以看做壹個獨立的小透鏡,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。 二、菲涅爾透鏡分類 2.1 從光學設計上來劃分: 1.1 正菲涅爾透鏡: 光線從壹側進入,經過菲涅爾透鏡在另壹側出來聚焦成壹點或以平行光射出。焦點在光線的另壹側,並且是有限***軛。 這類透鏡通常設計為準直鏡(如投影用菲涅爾透鏡,放大鏡)以及聚光鏡(如太陽能用聚光聚熱用菲涅爾透鏡。 2.2 負菲涅爾透鏡: 和正焦菲涅爾透鏡剛好相反,焦點和光線在同壹側,通常在其表面進行塗層,作為第壹反射面使用。 2. 從結構上劃分: 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。 三、菲涅爾透鏡應用:
菲涅爾透鏡應用於多個領域,包括:
8?5 1、投影顯示:菲涅爾投影電視,背投菲涅爾屏幕,高射投影儀,準直器; 2、聚光聚能:太陽能用菲涅爾透鏡,攝影用菲涅爾聚光燈,菲涅爾放大鏡; 3、航空航海:燈塔用菲涅爾透鏡,菲涅爾飛行模擬; 4、科技研究:激光檢測系統等; 5、紅外探測:無源移動探測器; 6、照明光學:汽車頭燈,交通標誌,光學著陸系統。 四、菲涅爾透鏡的制造工藝 菲涅爾透鏡是壹種應用十分廣泛的光學元件,其設計和制造設計到多個技術領域,包括光學工程,高分子材料工程,CNC機械加工,金剛石車削工藝,鍍鎳工藝;模壓、註塑、澆鑄等制造工藝。
國內擁有設計及制造能力的公司不多,成都菲斯特科技有限公司從1999年開始致力於菲涅爾透鏡的研究,開發和生產,擁有先進的大型單點金剛石超精密模具加工設備和多種生產手段,擅長大型、高精密菲涅爾透鏡的設計、開發和生產,同時是成都光電顯示工程技術中心的依托單位。
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