Вопрос про линзы френеля

[Martin]

в поисках информации о сабже нашел  этот замечательный форум ,  и хотелось бы получить небольшой ликбез по линзам френеля :

1) как изготавливаются линзы френеля и  какой максимально возможный размер можно получить ?
2) какие у них характеристики (число зон френеля ,  фокусные расстояния ) ?
3) какие у них достоинства и недостатки?
4) можно ли с помощью этих линз сделать что-то качественное типа бинокля или подзорной трубы ?
 

[Agas]

Основное применение линз Френеля это использование их в качестве конденсора во всевозможных осветительных устройствах типа линз семафоров, маяков, проекторов и т.п. Изготавливаются они прессованием стекла (семафоры) или полимера (проекторы). Характеристики разнятся очень сильно, и размеры – от нескольких сантиметров до метров (в маяках). Число зон – от единиц до тысяч. Достоинства – простота, компактность, высокая светосила, малый вес. Недостаток - работает только с осевой точкой. Полевые лучи, попадая на нерабочие поверхности профиля, просто создают рассеянный свет. По этой причине, а так же из-за невозможности выполнения с необходимым качеством рабочих поверхностей профиля линзы, область применения линз Френеля ограничивается только осветительными устройствами, никакие визуальные системы на их основе невозможны.

[Ernest]

Ну отчего-же. Разновидность линзы Френеля - ДОЭ (дифракционные оптические элементы) в свое время пытались приспособить в изображающей оптике. И даже были обнадеживающие результаты, кстати, особенно в части исправления вторичного спектра.

[Agas]

Я бы все-же разделял линзы Френеля, рассчитываемые только по законам геометрической оптики и дифракционные элементы, к которым в частности относятся киноформы и голографические элементы, которые рассчитываются с учетом дифракции и интерференции света. ДОЭ - это все же совсем другая область оптики (т.н. физ.оптика).
А насчет того что “пытались приспособить” и “были обнадеживающие результаты” – так это у нас, а у них их уже давно приспособили и используют на полную катушку для решения разных задач, в том числе, действительно, и для исправления хроматизма. Применение ДОЭ, наряду с широким использованием полимерной асферики, обеспечивает очень низкую себестоимость изделия при очень высоких технических характеристиках. По сути, объектив из одной линзы с парой-тройкой штампованных полимерных корректоров с ДОЭ, может обладать характеристиками недостижимыми для сложного многолинзового объектива  традиционного изготовления.

[Ernest]

Увы, я сейчас далек от оптической практики - времена меняются, может быть сейчас ДОЭ действительно используются на "всю катушку".

Но я помню пик заказов на расчет с ДОЭ в конце 80-х. При этом число расчетов было велико, а до производства они как то не доходили. В 90-х уже и заказов на расчет с использованием ДОЭ не стало.

Вы можете назвать примеры использования ДОЭ в массовой фотографической, видео или астрономической оптике?

Что касается разделения, то ДОЭ (а именно, киноформы) имеют смысл постольку, поскольку на них нанесен профиль линзы Френеля, иначе световая энергия размазывается по многим порядкам дифракции. Так что некоторые основания, для того, чтобы полагать их потомками линзы Френеля, согласитесь, есть.

[Agas]

Основания может и есть, но все-таки довольно слабые, учитывая, что профиль в отдельно взятой зоне линзы Френеля непрерывный, гладкий, а профиль киноформа дискретный, ступенчатый. Хотя, может быть, его с большой натяжкой и можно считать, в какой то мере, аппроксимацией профиля многозонной линзы Френеля, но все же это не прямая аналогия.

А что касается примеров использования ДОЭ, то одним из наиболее ярких, я думаю, будет пример их использования в проекционном телевидении. В частности, в проекционных телевизорах для переноса изображения с кинескопа на экран используются объективы с относительным отверстием порядка 1:1, полем под 90°, да еще ахроматизированные во всем видимом спектре.  Я думаю, Вам Эрнест, не надо объяснять, во что бы вылилась конструкция подобного объектива при нашем традиционном подходе к его расчету, и вылилась бы вообще во что-либо, учитывая жесткие рамки массо-габаритных ограничений и приемлемой цены. Использование же ДОЭ в виде голограммных элементов, киноформов или одновременно того и другого, наряду с уже традиционным широким применением полимерной асферики, позволяет очень эффективно решать все эти задачи. А чтобы убедиться в этом можно пройти в ближайший телевизионный магазин и оценить изображение на экране современного проекционного телевизора, которое создается именно с помощью ДОЭ.

Другим примером использования ДОЭ за рубежом в последнее время является все более широкое использование голографических элементов для формирования различных изображений в поле зрения оптических приборов, в частности прицельные знаки, указатели, шкалы и т.п.

А вот что касается фотографической, а тем более астрономической оптики, то  в этих областях использование ДОЭ в силу ряда причин пока не столь эффективно, и прежде всего из-за повышенного светорассеяния которое сводит на нет все их преимущества.

[Yury N.Vigovsky]

доэ и линзы френеля изготовление

[gin]

Sorry za translit...

Pozvolyu sebe utochnitj vyskazyvaniya uvagaemogo Agas'a.

Naschet korrektsii Fresnel linzy toljko dlya osevoj tochki - ne sovsem verno. V obschem-to eto ta ge samaya
asfericheskaya linza... Da, rasseivaet, no pri khoroshem design'e mogno svesti k minimumu.

Naschet proektsioonogo televideniya - tam vse ge ispoljzuetsya imenno Fresnel linza, a ne DOE. I, v normaljnykh
systemax ne ona odna (vse, kak obychno, gorazdo slognee...)

A naschet massovogo primeneniya DOE - Canon dovoljno davno vypuskaet ob'ektiv dlya fotoapparatov s DOE...
Ekonomiya massogabaritnykh pokazatelej - obaldetj... No i tam vse ochenj ne prosto. T.e. dlya ispravleniya
khromatizma nugno siljno izvraschatjsya, t.k. sam DOE obladaet ofigiteljnym khromatizmom. Canon
zapatentoval (nu i vypuskaet, sootvetstvenno) sistemu s 2-mya DOE, kotoraya bolee-menee ego kompensiruet.

[Agas]

Позволю себе не согласиться с предлагаемыми уточнениями.  Дело в том, что я говорил о том, что ОДИНОЧНАЯ(!) линза Френеля может быть исправлена только для осевой точки. В случае же применения ее в составе многолинзовой системы ее коррекционные параметры, естественно, могут использоваться для решения других задач (аналогично асферике).
А что касается светорассеяния то, естественно, с помощью определенных мер этот недостаток может быть отчасти уменьшен, но не устранен.

Naschet proektsioonogo televideniya - tam vse ge ispoljzuetsya imenno Fresnel linza, a ne DOE. I, v normaljnykh systemax ne ona odna (vse, kak obychno, gorazdo slognee...)

Гораздо сложнее – это да, согласен… В объективах современных проекционных телевизоров известных брендов используются все достижения оптики, начиная от стеклянной классики и полимерной асферики, и кончая ДОЭ и ГОЭ.
А вот в фотообъективах до недавнего времени они по ряду причин применялись не столь широко, но в последнее время в связи с массовым появлением гибридов мобильник+цифровик появилась потребность в сверхкомпактных, дешевых, но в то же время обладающих довольно высокими оптическими характеристиками объективах. И опять же, часто именно ДОЭ помогают эффективно решить эту задачу.

[EugenM]

из-за невозможности выполнения с необходимым качеством рабочих поверхностей профиля линзы, область применения линз Френеля ограничивается только осветительными устройствами, никакие визуальные системы на их основе невозможны.

Может ли кто прокомментировать вот это: http://www.plazma-tv.info/
Сайт предлагает некую "разработку" на основе линзы френеля , которая проецирует изображение с экрана телевизора на "большой экран". Очередной развод?

[Agas]

Ответ уже был здесь:
https://astronomy.ru/forum/index.php?board=7;action=display;threadid=5003