Линза Френеля

Не следует путать с зонной пластинкой Френеля.

Поперечное сечение
(1) линзы Френеля и
(2) обычной линзы.

Создание параллельного пучка света линзой Френеля (находится в центре).

Ли́нза Френе́ля — сложная составная линза, образованная совокупностью концентрических колец относительно небольшой толщины, примыкающих друг к другу. Сечение каждого из колец имеет форму треугольника, одна из сторон которого криволинейна, и это сечение представляет собой элемент сечения сплошной сферической линзы. Предложена Огюстеном Френелем.

Благодаря такой конструкции линзе Френеля имеет малую толщину и вес даже при большой угловой апертуре. Сечения колец у линзы строятся таким образом, чтобы снижалась её сферическая аберрация, и лучи точечного источника, помещённого в фокусе линзы, после преломления в кольцах выходят практически параллельным пучком (в кольцевых линзах Френеля).

Линзы Френеля бывают кольцевыми и поясными. Кольцевые концентрируют световой поток в одном направлении, поясные по всем направлениям в определённой плоскости.

Диаметр линзы Френеля может составлять от долей сантиметра до нескольких метров.

Применение

Основным недостатком линзы Френеля по сравнению с обычными линзами и традиционными объективами является высокий уровень паразитной засветки и разного рода «ложные изображения» из-за наличия переходных краевых участков между зонами, поэтому её использование для построения оптически точных изображений затруднено. Тем не менее, уже есть положительный опыт построения и таких оптических систем. Перспективным направлением может быть построение космических телескопов диаметром в десятки и сотни метров с использованием линз Френеля на основе тонких мембран.

Линзы Френеля применяются

• в осветительных устройствах, особенно подвижных, для минимизации веса и затрат на перемещение;
• в крупногабаритных фокусирующих системах морских маяков, в проекционных телевизорах, оверхед-проекторах (кодоскопах),
  

  Линзы Френеля в маяке
  фотовспышках, навигационных огнях, светофорах, железнодорожных линзовых светофорах и семафорных фонарях и фонарях пассажирских вагонов;
• в инфракрасных (пирометрических) датчиках движения охранных сигнализаций;
• в линзовых антеннах.

Помещая линзу Френеля вблизи фокальной плоскости объектива и окуляра оптической системы в зеркальных фотоаппаратах, конструкторы достигают максимально равномерной освещённости изображения на матовом стекле видоискателя. При этом кольцевая структура линзы маскируется матовым стеклом, а паразитное рассеивание не оказывает влияния на изображение. Выпускаются тонкие плоские лупы с размером до книжного листа, представляющие собой лист прозрачного пластика, на котором оттиснута линза Френеля. Линза Френеля в виде пластиковой плёнки, наклеенной на заднее стекло автомобиля, уменьшает мёртвую (невидимую) зону позади автомобиля при взгляде через зеркало заднего вида. Перспективным считается использование линз Френеля в качестве концентратора солнечной энергии для солнечных батарей, позволившее довести КПД солнечных элементов до 44,7 %

Акустические линзы Френеля (точнее, изготавливаемые из звукопоглощающих материалов акустические зонные пластинки Френеля [1]) используются в акустике для формирования звукового поля.