Линза Френеля

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[1]. Предложена Огюстеном Френелем.
Благодаря такой конструкции линза 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)[2].
Линзы Френеля бывают кольцевыми и поясными. Кольцевые концентрируют световой поток в одном направлении, поясные по всем направлениям в определённой плоскости[1].
Диаметр линзы Френеля может составлять от долей сантиметра до нескольких метров.
Применение[править | править код]
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[3].
Линзы Френеля применяются
- В очках/шлемах Виртуальной/Дополненной/Смешенной Реальности.
- В осветительных устройствах, особенно подвижных, для минимизации веса и затрат на перемещение;
- В крупногабаритных фокусирующих системах морских маяков, в проекционных телевизорах, оверхед-проекторах (кодоскопах), фотовспышках, навигационных огнях, светофорах, железнодорожных линзовых светофорах и семафорных фонарях и фонарях пассажирских вагонов;
- В основе современных безочковых 3D-телевизоров некоторых производителей(см. лентикулярный линзовый растр)[4]
- В инфракрасных (пирометрических) датчиках движения охранных сигнализаций;
- В линзовых антеннах;
- Оптико-локационная станция истребителя-бомбардировщика пятого поколения Lockheed Martin F-35 Lightning II.
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 %[5]
Акустические линзы Френеля (точнее, изготавливаемые из звукопоглощающих материалов акустические зонные пластинки Френеля [1]) используются в акустике для формирования звукового поля.
Плоский, тонкий, прозрачный и гибкий пластиковый лист (лентикулярный линзовый растр), имеющий концентрические круги на нем, действует как линза Френеля.
Линза Френеля для увеличения изображения на экране телевизора; у данной линзы практически отсутствует дисторсия
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Френеля линза // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 374—375. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
- ↑ Т. В. Стаценко, Ю. А. Толмачев, И. А. Шевкунов //Пространственно-временное преобразование ультракороткого импульса линзой Френеля. — Статья. — НИЧ ИТМО. — УДК 535.4
- ↑ Линзы Френеля в телескопах
- ↑ Give Me 3D TV, Without The Glasses (англ.), Tom's Guide (9 January 2010). Проверено 30 апреля 2017.
- ↑ Une cellule solaire conçue avec Soitec établit un record mondial d’efficacité
Для улучшения этой статьи желательно:
|
![]() |
Это заготовка статьи по оптике. |