Grundlaget for optisk instrumentering er separate optiske elementer , der udgør enhver optisk enhed (de eneste undtagelser er de enkleste optiske enheder såsom et spejl eller forstørrelsesglas, repræsenteret af et enkelt element); hvert af disse elementer udfører sin funktion med at transformere strålingsfeltet. [1] Da de enkelte produktionsdage ligger i fortiden [2] , og de produkter, der indgår i denne base, er i langt de fleste tilfælde genstand for serie- eller masseproduktion ; i øjeblikket er det muligt at bestille sådanne produkter fra kataloger [3]
I et stort antal tilfælde er arbejdsfladen af optiske elementer overfladen af et omdrejningslegeme , hvis symmetriakse samtidig bliver det optiske elements hovedakse . I en optisk enhed, der består af flere optiske elementer installeret efter hinanden, er deres optiske hovedakser som regel kombineret.
Teknologisk er de enkleste at fremstille og derfor de mest anvendte optiske elementer dannet af overflader, der har en sfærisk eller flad form. Den rumlige orientering af den sfæriske overflade er afgørende. Reflekterende optiske elementer (spejle), hvis overflade er konkav i retning af strålingsudbredelse, giver dig mulighed for at koncentrere strålingsfluxen foran dig og omvendt sprede den til siderne, hvis denne overflade er konveks . For refraktive optiske elementer (linser) har det betydning, om de er tykkere nær den optiske akse end ved periferien, eller omvendt - tyndere . Samtidig afhænger spørgsmålet om, hvorvidt en sådan linse vil være "kollektiv" eller "diffuserende", af om brydningsindekset for dets materiale er større end miljøets eller omvendt. En linse "tykkere" langs aksen med et brydningsindeks, der er større end omgivelsernes, vil koncentrere stråling i genstandes rum, det vil sige "kollektivt" [4]
Der kendes optiske elementer, hvis arbejdsflade har en cylindrisk form ( anamorfisk optik ). Sådanne elementer er blevet brugt i widescreen filmprojektorer eller laserprintere til at scanne den projicerede laserstråle og i en række andre applikationer. Asfæriske former af optiske elementer bruges til at undertrykke visse typer af aberrationer (for eksempel sfæriske [5] ).
Der er to typer kilder:
Fra et synspunkt om praktisk brug er strålingsmodtagere opdelt i to klasser:
Begrebet et optisk system i både teoretisk (fysisk) og anvendt optik forstås som et sæt grundlæggende optiske elementer placeret på en bestemt måde i rummet, som er direkte involveret i transformationen af strålingsfeltet. Historisk set var sådanne elementer linser , prismer og spejle . I det 19. århundrede blev denne triade suppleret med de grundlæggende optiske elementer, som på grund af manglen på generelle udtryk betinget kan kaldes polarisatorer , diffraktionsgitter (Michelsons echelon). Så næsten samtidigt dukkede elementer af fiberoptik (fleksible lysledere), elementer af holografisk teknologi (for eksempel tyktlags fotografiske plader) og elementer af ikke-lineær optik op (for eksempel krystaller, der bruges til at konvertere lysets frekvens). Det samlede antal grundlæggende optiske elementer i de kommende år vil sandsynligvis ikke overstige et dusin [6]
Linse - et element i en optisk enhed lavet af en enhed, der er gennemsigtig for stråling, der ligger i enhedens arbejdsspektrale område, begrænset af to overflader, hvoraf mindst den ene og mindst et af symmetriplanerne har en ikke-flad overflade. Linsens virkning ligger i det faktum, at den med en anden tykkelse langs strålen får bølgefronten til at deformere og følgelig divergerer eller omvendt konvergerer strålerne i optisk isotrope medier rettet langs normalen til overfladen af bølgefronten.
Som regel er linser omdrejningslegemer, hvis akse samtidig er linsens hovedakse. Ethvert af de planer, der passerer gennem denne akse, er et af et uendeligt stort sæt af lige store symmetriakser.
Nogle gange bruges linser, hvis begge eller en af overfladerne er overfladen af en cylinder. En sådan linse (hvis den anden af dens overflader ikke er overfladen af et omdrejningslegeme) har ingen optisk akse.
Et prisme er et element i en optisk enhed, lavet af gennemsigtig for stråling, der ligger i enhedens arbejdsspektrale område, begrænset af flade overflader. Ved mentalt at vise en af prismets arbejdsflader sekventielt i en anden, er det muligt at bygge en optisk scanning af prismet. I dette tilfælde er to muligheder mulige: i det første tilfælde udfolder prismet sig til en plan-parallel plade (sådanne prismer bruges til at bryde strålen af stråler), og i det andet tilfælde udfolder prismet sig til en kile. Sådanne prismer bruges hovedsageligt til spektral nedbrydning af lys med en kompleks spektral sammensætning.
Et spejl er et element i en optisk enhed, der er helt eller delvist uigennemsigtig for stråling, der ligger i enhedens driftsspektrale område.
Der er flade spejle, hvis arbejdsflade er et plan, såvel som konkave eller konvekse i forhold til lysstrålen, der falder ind på dem. Ligesom med linser kan linsens arbejdsflade enten være et omdrejningslegeme eller være dannet af en cylindrisk overflade.
Polarisatorer : Brewster Angle; Stoletovs fod; dikroiske polarisatorer.
Diffraktionsgitre (arbejder i transmission og refleksion). Echelettes, Michelson tog.
For fiberoptik : fænomenet total intern refleksion.
For holografisk teknologi :