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菲涅耳透鏡 又名:螺紋透鏡。

  • 菲涅耳透鏡
是由聚烯烴材料注壓而成的薄片,鏡片表面一面為光面,另一面刻錄了由小到大的同心圓。

名詞簡(jiǎn)介:  

  菲涅耳透鏡(Fresnel len),是由法國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W古斯丁·簡(jiǎn)·菲涅耳所發(fā)明的一種透鏡。此設(shè)計(jì)原來(lái)被應(yīng)用於燈塔,這個(gè)設(shè)計(jì)可以建造更大孔徑的透鏡,其特點(diǎn)是焦距短,且比一般的透鏡的材料用量更少、重量與體積更小。和早期的透鏡相比,菲涅耳透鏡更薄,因此可以傳遞更多的光,使得燈塔即使距離相當(dāng)遠(yuǎn)仍可看見(jiàn)。

名詞釋義:

  菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) 是由聚烯烴材料注壓而成的薄片,鏡片表面一面為光面,另一面刻錄了由小到大的同心圓,它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的,透鏡的要求很高,一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔,紋理清晰,其厚度一般在 1mm 左右,特性為面積較大,厚度薄及偵測(cè)距離遠(yuǎn)。

  菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用,即將熱釋紅外信號(hào)折射(反射)在PIR上,第二個(gè)作用是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。

  菲涅爾透鏡,簡(jiǎn)單的說(shuō)就是在透鏡的一側(cè)有等距的齒紋。通過(guò)這些齒紋,可以達(dá)到對(duì)指定光譜范圍的光帶通(反射或者折射)的作用。傳統(tǒng)的打磨光學(xué)器材的帶通光學(xué)濾鏡造價(jià)昂貴。菲涅爾透鏡可以極大的降低成本。典型的例子就是PIR(被動(dòng)紅外線探測(cè)器)。PIR廣泛的用在警報(bào)器上。如果你拿一個(gè)看看,你會(huì)發(fā)現(xiàn)在每個(gè)PIR上都有個(gè)塑料的小帽子。這就是菲涅爾透鏡。小帽子的內(nèi)部都刻上了齒紋。這種菲涅爾透鏡可以將入射光的頻率峰值限制到10微米左右(人體紅外線輻射的峰值)。成本相當(dāng)?shù)牡汀?

  菲涅耳透鏡可以把透過(guò)窄帶干涉濾光鏡的光聚焦在硅光電二級(jí)探測(cè)器的光敏面上。

  菲涅爾透鏡由有機(jī)玻璃制成,不能用任何有機(jī)溶液(如酒精等)擦拭。除塵時(shí)可先用蒸餾水或普通凈水沖洗,再用脫脂棉擦拭。

發(fā)展現(xiàn)狀:

  國(guó)際上有人研制大型菲涅耳透鏡,試圖用于制作太陽(yáng)能聚光集熱器。菲涅耳透鏡是平面化的聚光鏡,重量輕,價(jià)格比較低,也有點(diǎn)聚焦和線聚焦之分,一般由有機(jī)玻璃或其它透明塑料制成,也有用玻璃制作的,主要用于聚光太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)。

  我國(guó)從70年代直至90年代,對(duì)用于太陽(yáng)能裝置的菲涅耳透鏡開(kāi)展了研制。有人采用模壓方法加工大面積的柔性透明塑料菲涅耳透鏡,也有人采用組合成型刀具加工直徑1.5m的點(diǎn)聚焦菲涅耳透鏡,結(jié)果都不大理想。近來(lái),有人采用模壓方法加工線性玻璃菲涅耳透鏡,但精度不夠,尚需提高。 還有兩種利用全反射原理設(shè)計(jì)的新型太陽(yáng)能聚光器,雖然尚未獲得實(shí)際應(yīng)用,但具有一定啟發(fā)性。一種是光導(dǎo)纖維聚光器,它由光導(dǎo)纖維透鏡和與之相連的光導(dǎo)纖維組成,陽(yáng)光通過(guò)光纖透鏡聚焦后由光纖傳至使 用處。另一種是熒光聚光器,它實(shí)際上是一種添加熒光色素的透明板(一般為有機(jī)玻璃),可吸收太陽(yáng)光中與熒光吸收帶波長(zhǎng)一致的部分,然后以比吸收帶波長(zhǎng)更長(zhǎng)的發(fā)射帶波長(zhǎng)放出熒光。放出的熒光由于板和周圍介質(zhì)的差異,而在板內(nèi)以全反射的方式導(dǎo)向平板的邊緣面,其聚光比取決于平板面積和邊緣面積之比,很容易 達(dá)到10一100,這種平板對(duì)不同方向的入射光都能吸收,也能吸收散射光,不需要跟蹤太陽(yáng)。


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