菲涅尔透镜 


菲涅尔透镜是根据法国光物理学家菲涅尔(Fresnel)发明的,这种设计可大大地降低凸透镜的几何高度(厚度),在上世纪30-40年代曾较多地用在探照灯所使用的玻璃透镜上。随着材料、工艺的进步,目前采用电镀模具工艺,并使用现代的光学塑料(如:PE聚乙烯等)材料压制而成,镜片可以制作得很薄(可达0.5mm厚),而得到较为广泛的应用。 

菲涅尔透镜从外观上看:表面刻录了一圈圈由小到大、由里向外、由浅至深的同心圆,从剖面看似锯齿。其实它的结构原理很简单(见附图): 

它是将一片凸透镜,按一定的间隔分割为多个同心园,各同心园带着它所切割的球面,轴向向下移动到一定的平面,这样将构成菲涅尔透镜。从剖面图中可看出,这将大大地降低凸透镜的几何高度(厚度),由于它各同心园均复制了原凸透镜的球面曲率,所以仍然具有原凸透镜的光学性质。 

另外也可以这样理解:这里的每个同心园的分割,可以看作是多个环形的凸透镜,只要每个环形的凸透镜的焦距一样,合成后焦点肯定还是在一起的。 

分割时的间隔大小可根据设计时的要求定,这个和使用场合、选用材料及模具制造有关:以前探照灯所使用的玻璃透镜往往只有5-8个同心园,而现在手持的塑料的阅读放大镜就多达数十个同心园。