_-Fi
F
Hi
Hi
Hi
Fo Fi
Ho Hi
Fo Fi
Ho Hi
Hi
F
O I
O I
F
F I O *-
Hi
Fo Fi
Ho Hi
_-Fi
Hi
Hi
Hi
Fo Fi
O I
O I
F I O *-
O I
F
_-Fi
_-Fi
Hi
Ho Hi
O I
_-Fi
Hi
Hinweis: Objektweite wird negativ gemessen. Bei Benutzung der obigen
Gleichungen muss die richtige Vorzeichenkonvention beachtet werden.
(Legende siehe Seite 10)
1. Fall: endlich/endlich Konjugierte
Verbreitete Anwendungen: Bildgebung, Relais- und Projektorsysteme.
Einzelelement: Die einfachste Form eines endlich/endlich konjugierten Systems besteht
aus einer einzelnen Linse, bei der die effektive Brennweite des Systems gleich der Brennweite
der Linse ist. Für dieses Design sprechen die geringen Kosten und die Einfachheit des Designs.
Zwei Elemente: Die Kombination zweier Linsen ermöglicht die Realisierung verschiedener
effektiver Brennweiten, bei gleichzeitig drastischer Verbesserung der Abbildungsqualität
des Systems. Das Design wird etwas komplexer, wobei eine Möglichkeit der Vereinfachung
durch die Positionierung des Objektes in der objektseitigen Brennweite und des Bildes in der
bildseitigen Brennweite des Systems erreicht wird.
Reale Lösungen: In bildgebenden Anwendungen werden meist Achromate verwendet;
diese liefern eine bessere Bildqualität als Einzelelemente. Einzellinsen (PCX oder DCX) sind
eher in Beleuchtungsanwendungen gebräuchlich, die keine so hohe Auflösung erfordern.
O I
O I
O I
O I
F I O *-
F I O *-
_-Fi
O I
F
F I O *-
Hi
O I
F
F I O *-
Hi
Fo F i
Fo F i
o =
o _P
i
o =
o _P
i
G*π * ( ( = TP 2 D
H i
G*π * ( ( = TP 2 D
H i
X= D*f/#
G*π * ( ( = TP 2 D
H i
G*π * ( ( = TP 2 D
H i
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Linsen Optik-Baugruppen Spiegel Fenster Diffusoren Filter Polarisation Strahlteiler Prismen und Gitter Reinigung
ANWENDUNGSHINWEIS
Optische Systeme (Fortsetzung)
Hinweis: P = Pupillendurchmesser
2. Fall: unendlich/unendlich Konjugierte
Verbreitete Anwendungen: Teleskope und Strahlaufweiter.
Zwei positive Elemente: Der Einsatz zweier positiver Elemente liefert ein Zwischenbild -
hilfreich für Anwendungen, die ein Fadenkreuz oder eine andere Art von Strichplatte erfordern.
Diese Kombination führt zu einer negativen Vergrößerung, sodass eine zusätzliche
Prismenanordnung oder eine Feldlinse zur Aufrichtung des Bildes erforderlich ist.
Ein positives und ein negatives Element: Die meisten Hochleistungslaseranwendungen
nutzen diese Konfiguration zur Strahlaufweitung. Hauptvorteil ist der sehr kompakte
Aufbau bei Erhaltung eines aufrechten Bildes.
Reale Lösungen: Zur Verbesserung der Abbildungsleistung werden typischerweise Achromate
eingesetzt. Hinweis: Ein Okulardesign kann für die Bildgebung eingesetzt werden, um
die Abbildungsleistung des Systems zu verbessern.
3. Fall: unendlich/endlich Konjugierte
Verbreitete Anwendungen: Autokollimatoren, Lichtdetektion, Laserkollimation und unendlich
korrigierte Objektive.
Einzelelement: Außer im Falle unendlich korrigierter Objektive erfordert diese Lösung
nicht mehr als ein Linsenelement und das Bild befindet sich entsprechend im Brennpunkt
der Linse. Eine wichtige Eigenschaft eines unendlich/endlich konjugierten Systems ist der
Durchsatz, der am Detektor ankommt.
Reale Lösungen: Für die meisten Anwendungen, in denen eine ausgedehnte Lichtquelle
auf einen Detektor fokussiert wird, liefert eine Einzellinse ausreichende Resultate.
O
F
Ho
Hi
I
= _
M =
(F+O)
=
O I
= _
Ho
O d I
= _
M =
Fo
F =
= _
Ho
*
+ Fi
Fi
Fo
Fo
- d
O
F
Ho
Hi
I
= _
M =
(F+O)
=
O I
= _
Ho
O d I
= _
M =
Fo
F =
= _
Ho
*
+ Fi
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Fo
Fo
- d
O
F
Ho
Hi
I
= _
M =
(F+O)
=
O I
= _
Ho
O d I
= _
M =
Fo
F =
= _
Ho
*
+ Fi
Fi
Fo
Fo
- d
O
F
Ho
Hi
I
= _
M =
(F+O)
=
O I
= _
Ho
O d I
= _
M =
Fo
F =
= _
Ho
*
+ Fi
Fi
Fo
Fo
- d
O
F
Ho
= _
M =
(F+O)
=
O I
= _
Ho
Fo Fo O d Ho = _
M =
Fo
F =
= _
Ho
*
+ Fi
Fi
Fo
Fo
- d
O
F
Ho
= _
M =
(F+O)
=
O I
= _
Ho
O d Ho = _
M =
Fo
F =
= _
Ho
*
+ Fi
Fi
Fo
Fo
- d
Po Pi
d
Fo F i
i
o
o
d
i
Po
Pi
Po Pi
d
Fo F i
i
o
o
d
i
Po
Pi
_F
M =
F i
P
=
d= Fo + F i
_i
o
_F
M =
F i
P
=
d= Fo + F i
_i
o
H i
F
α
θ
D X= D*f/#
2
2
Y = 2*f/#
2 1+ 1+X * Y ( ( = Z 2
(
θ = * -1 2 sin (NA)
f/#= 1 ( ( * 2 NA =
F ( Dia
( ( F
α = tan H i -1
Z- Z -4*X *Y 2
G =
2 2
2
X= D*f/#
2
2
Y = 2*f/#
2 1+ 1+X * Y ( ( = Z 2
(
θ = * -1 2 sin (NA)
f/#= 1 ( ( * 2 NA =
F ( Dia
( ( F
α = tan H i -1
Z- Z -4*X *Y 2
G =
2 2
2
2
2
Y = 2*f/#
2 1+ 1+X * Y ( ( = Z 2
(
θ = * -1 2 sin (NA)
f/#= 1 ( ( * 2 NA =
F ( Dia
( ( F
α = tan H i -1
Z- Z -4*X *Y 2
G =
2 2
2
X= D*f/#
2
2
Y = 2*f/#
2 1+ 1+X * Y ( ( = Z 2
(
θ = * -1 2 sin (NA)
f/#= 1 ( ( * 2 NA =
F ( Dia
( ( F
α = tan H i -1
Z- Z -4*X *Y 2
G =
2 2
2
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