好好学习,天天向上,物理好资源网(原物理ok网)欢迎您!
当前位置:首页 > > 信息公告 > 内容页

菲涅尔透镜的发展|分类

2023-09-14 21:25:20信息公告31

菲涅尔透镜的发展|分类QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜是由聚异戊二烯材料注压而成的薄片,镜框表面一面为光面,另一面刻录了由小到大的同心圆,它的纹理是借助光的干涉及扰射和按照相对灵敏度和接收角度要求来设计的,透镜的要求很高,一片优质的透镜必须是表面洁白,纹理清晰,其长度通常在1mm左右,特点为面积较大,长度薄及探测距离远。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

哪些是菲涅尔透镜QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜是由美国化学学家奥古斯汀.菲涅尔发明的,他在1822年Z初使用这些透镜设计用于构建一个玻璃菲涅尔透镜系统——灯塔透镜。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜是一种微细结构的光学器件,从正面看其象一个飞镖盘,由一环一环的同心圆组成。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜的基本原理QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜工作原理非常简单:假定一个透镜的折射能量仅仅发生在光学表面(如:透镜表面),拆掉尽可能多的光学材料,而保留表面的弯曲度。另外一种理解就是,透镜连续表面部份“坍陷”到一个平面上。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

从剖面看,其表面由一系列锯齿型凹槽组成,ZX部份是椭圆型弧线。每位凹槽都与相邻凹槽之间角度不同,但都将光线集中一处,产生ZX焦点,也就是透镜的焦点。每位凹槽都可以看做一个独立的小透镜,把光线调整成平行光或聚光。这些透镜还能否去除部份球状像差。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜成像原理_菲涅尔透镜成像清晰度_菲涅尔透镜实验现象QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜发展历史QUZ物理好资源网(原物理ok网)

通过将数个独立的截面安装在一个框架上因而制做出更轻更薄的透镜,这一看法常被觉得是由布封伯爵提出的。孔多塞(1743-1794)提议用单片薄玻璃来碾磨出这样的透镜。而日本化学学家兼工程师菲涅耳亦对这些透镜在灯塔上的应用寄寓厚望。按照史密森学会的描述,1823年,diyi枚菲涅尔透镜被用在了吉伦特河口的哥杜昂灯塔上;透过它发射的光线可以在20英里(32千米)以外看见。爱尔兰化学学家大卫布儒斯特爵士被看作是使得美国在灯塔中使用这些透镜的促进者。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜发展现况QUZ物理好资源网(原物理ok网)

美国发展现况:QUZ物理好资源网(原物理ok网)

国际上有人研发小型菲涅尔透镜菲涅尔透镜成像原理,企图用于制做太阳能聚光集热器。菲涅尔透镜是平面化的聚光镜,重量轻,价钱比较低,也有点聚焦和线聚焦之分,通常由有机玻璃或其它透明塑胶制成,也有用玻璃制做的,主要用于聚光太阳电瓶发电系统。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

国外发展现况:QUZ物理好资源网(原物理ok网)

我国从70年代直到90年代,对用于太阳能装置的菲涅尔透镜举办了研发。有人采用模压方式加工大面积的柔性透明塑胶菲涅尔透镜,也有人采用组合成型刀具加工半径1.5m的点聚焦菲涅尔透镜,结果都不大理想。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

最近,有人采用模压方式加工线性玻璃菲涅尔透镜,但精度不够,尚需提升。有两种借助全反射原理设计的新型太阳能聚光器,尽管仍未获得实际应用,但具有一定启发性。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

一种是光导纤维聚光器,它由光导纤维透镜和与之相连的光导纤维组成,阳光通过光纤透镜聚焦后由光纤传至使用处。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜成像清晰度_菲涅尔透镜成像原理_菲涅尔透镜实验现象QUZ物理好资源网(原物理ok网)

另一种是萤光聚光器,它实际上是一种添加萤光色素的透明板(通常为有机玻璃),可吸收太阳光中与萤光吸收带波长一致的部份,之后以比吸收带波长更长的发射带波长放出萤光。放出的萤光因为板和周围介质的差别,而在板内以全反射的形式导向平板的边沿面,其聚光比取决于平板面积和边沿面积之比,很容易达到10-100,这些平板对不同方向的入射光都能吸收,也能吸收散射光,不须要跟踪太阳。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

菲涅尔透镜的分类QUZ物理好资源网(原物理ok网)

从光学设计上来界定:QUZ物理好资源网(原物理ok网)

①正菲涅尔透镜:QUZ物理好资源网(原物理ok网)

光线从左侧步入,经过菲涅尔透镜在另左侧下来聚焦成一点或以平行光射出。焦点在光线的另左侧,而且是有限共轭。这类透镜一般设计为准直镜(如投影用菲涅尔透镜,放大镜)以及聚光镜(如太阳能用聚光聚热用菲涅尔透镜。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

②负菲涅尔透镜:QUZ物理好资源网(原物理ok网)

和正焦菲涅尔透镜正好相反菲涅尔透镜成像原理,焦点和光线在同两侧,一般在其表面进行镀层,作为diyi反射面使用。QUZ物理好资源网(原物理ok网)

从结构上界定:QUZ物理好资源网(原物理ok网)

方形菲涅尔透镜,菲涅尔透镜阵列,柱状菲涅尔透镜,线性菲涅尔透镜,衍射菲涅尔透镜,菲涅尔反射透镜,菲涅尔光束分离器和菲涅尔棱镜。QUZ物理好资源网(原物理ok网)