Технология изготовления линз френеля

Форумы на DIYProjector.info: Самодельная Френель — Форумы на DIYProjector.info

Самодельная Френель как создать большую линзу-заменитель френели

#1 PhenoMen

  • Активный участник

В етой теме обсуждаем идеи как можно дома создать большую линзу-заменитель френели из обыкновенного оргстекла или оптических компаундов.
Некоторые спросят: почему же я создал такую тему если есть френели? Отвечаю — потому что не везде можно купить ети френели(на Украине например нет нигде френелей с размерами пригодными для создания проектора), а в случае с Френелью под монитор 21.5 дюйма я и в росии не нашел предложений с такими размерами (60х60см получаеться размер). Только за бугром.
У меня возникла идея сделать большую линзу так:
1) берем сателитную антенну (тарелку) диаметром 0.6м (для линзы на монитор 21.5 дюйма должно хватить). снимаем с антенны фарбу смывкой для фарбы (по идее должен быть гладкий металл после отмывки фарбы).
2) кладем в тарелку куски прозрачного оргстекла, предварительно рассчитав суммарный обьем кусочков. (обьем должен быть больше полости тарелки)
3) кладем тарелку с оргстеклом и квадратный кусок оконного стекла с размером стороны 0.6м в кухонную духовку и выставляем температуру нагрева 180-200 град и разогреваем. (внимание температура воспламенения оргстекла 260 градусов — будьте осторожны! более подробно
-википедия)
4) когда пластик полностью расплавиться и температура достигнет 200 градусов, открываем духовку вынимаем квадрат из оконного стекла и кладем его на тарелку с расплавленным оргстеклом сверху для создания плоской ровной поверхности нашей линзы.
5) выключаем духовку, ждем остывания. Проверяем результат. Должна создаться плоско-выпуклая линза (полный аналог одной френели)
6) делаем такую же линзу и складываем по схеме для проектора (выпуклостями одна к одной а плоскостями наружу)
Вопрос : возможно ли так создать приемлемую по качеству линзу-заменитель френели? (френель ведь тоже не можно считать качественной линзой- изображения из нее не получишь, только свет можно собрать в фокус более-менее равномерно с поверхности, что и нужно для проектора).
И еще я слышал такой термин как «параболическая антенна» для сателлитных антенн . Ето значит что форма кривизны в такой антенны парабола а не круг? Если да то будет ли работать в таком случае отлитая линза ? (ето уже получиться асферический тип линз какбы)
Если не будет работать тогда я предлагаю заменить сателлитную антенну на сферический отражатель для прожектора (правда где купить сферический отражатель диаметром 0.6м я не нашел в интернете) или еще на что то другое сферической формы (высказывайте свои идеи).

Читайте также:  Очки как у нагиева с поднимающимися линзами

Возможно просто взять компаунд оптический создать линзу по такой же схеме с оконным стеклом и тарелкой но без духовки, но я не уверен в результате и такое количество компаунда будет стоить не дешево имхо и нужно день ждать минимум, а если будет косяк (пузырьки или дефект поверхности) то переделать такую линзу невозможно — надо новый компаунд покупать, а если с оргстекла делать — то можно опять переплавить линзу в духовке и исправить косяк (так более дешево получается).

Сообщение отредактировал PhenoMen: 10 Август 2012 — 19:00

#2 МАКС

  • Активный участник

— фокус парабалической антены откланен от ее оси — сам глянь, приемник устанавливают не по центру тарелки а ниже, соответствено данная форма не подайдет.

«ето уже получиться асферический тип линз какбы»
— асферический тип линз тоже используют в качестве соберающей оптики..

— «спекании» акрила не под давлением практически гарантированно даст немеренное количество пузырьков и неоднородностей. — а опт полимеры да, удавольствие не дешовое подороже комплекта френей.

— по поводу формы вопрос не простой и скорее всего какогото готового решение не найдешь..

#3 luckylamer

  • Активный участник

харошая однако у тебя духовка (0.6м) наверное свиной окорочок целиком запечь можно. можно санки круглые было бы, кстати тоже параболоид говорят. отливать хоть плав, хоть компаунд, хоть насыщенный раствор нужно с разряжением, что бы вышли пузырьки.

полировать пластик(а это по любому) занятие весьма и весьма не благодарное.

Сообщение отредактировал luckylamer: 10 Август 2012 — 10:42

#4 PhenoMen

  • Создатель темы
  • Активный участник

Сообщение отредактировал PhenoMen: 10 Август 2012 — 20:46

#5 МАКС

  • Активный участник

— дихлорэтан черезвычайно ядовит даже в малых количествах а для того чтобы растворить необходимое количество акрила для такой линзы его понадобится литры.

«думаю можно еще взять форму для отливки из под сферических зеркал (есть такие в продаже диаметром до 1.2м, используют для надзора и на дорогах для улучшения безопасности движения).»

Читайте также:  Эмблемы заводов оптики ссср

— ты сперва прикинулбы какой фокус получится у такой линзы — не один метр.
— поищи в инете формулу расчета линзы, посчитай, начерти а после прикинь какой будет ВЕС у линзы диаметром в 0,6м и с фокусом хотябы в 1метр />

Источник

Принцип и теория работы линз Френеля

Линзы Френеля состоят из набора концентрических канавок, выгравированных на поверхности пластины из прозрачного материала. Благодаря компактным размерам, небольшому весу и свойству собирать излучение линзы широко применяются в качестве увеличителей, устанавливаются в эмиттерах и системах обнаружения. Также применяются как проекционные линзы в системах подсветки и при формировании изображений.

Профиль френелевской линзы отличается от сглаженного сферического профиля обычных линз ступенчатой формой. Каждую ступень можно рассматривать как отдельную небольшую линзу, которая изгибает параллельные световые волны и фокусирует свет. Благодаря этой конфигурации, линза фокусирует свет также, как традиционные собирающие линзы, но имеет меньший вес.


Рисунок 1. Профиль френелевской линзы (главный вид и вид сбоку)

Принцип и теория линз Френеля

Задача сохранения начального направления распространения излучения в среде привела к концепции френелевской линзы еще в 18 веке. В то время оптика еще являлась отдельным направлением естественных наук.

Изучение оптических явлений, свойств различных материалов преломлять, фокусировать и рассеивать свет привело к созданию известных видов линз – собирающих и рассеивающих. Основной проблемой собирающих линз являлась их большая масса и высокое поглощение материала, и тогда французский физик А. Френель предложил конфигурацию линзы, обладавшую небольшой массой и свойством собирать излучение. Линза, предложенная Френелем, предназначалась для маяка.

Линза была создана из цельного куска стекла, на который наносились штрихи – концентрические окружности через малые промежутки. По форме линза напоминала уже существующие тогда собирающие сферические линзы, за исключением малой толщины и особого профиля (см. рис. 2).

Дальнейший, в том числе современный, анализ параметров линзы Френеля привел к выводу, что повышение частоты наносимых штрихов позволяет добиться высокого качества изображения, снижение – лучшей фокусировки. Нужно отметить, что на сегодняшний день изображения высокого качества получают чаще с помощью асферических линз или дублетов.

Рисунок 2. Боковой профиль традиционной линзы (слева), линзы Френеля (справа)

Изготовление линз Френеля

Конечно, первые линзы Френеля была сделаны вручную – полировка стекла и гравировка штрихов занимала продолжительное время. Начальный этап изготовления линзы, плавка стекла в формах, несколько веков назад была опасна и являлась длительным процессом. К счастью, с развитием технологии пластмасс и литья под давлением в 20 веке использование линз Френеля в промышленности стало практически и коммерчески целесообразным.

Читайте также:  Как заменить линзы в спортивных очках

Сейчас линзы Френеля изготавливают из множества различных материалов – от акрила до поликарбоната и винила, в зависимости от длины волны излучения, на которой предполагается работа линзы. Чаще всего в производстве используют акрил – такие линзы имеют высокую пропускательную способность в видимом и УФ диапазонах. Для жестких внешних условий больше подойдет линза из поликарбоната – этот материал известен своей устойчивостью к температурным перепадам.

Примеры приложений

Стоит отметить, что к идее френелевской линзы шли многие ученые, но популяризовать ее удалось лишь А. Френелю. Он был первым, предложившим практическое применение – установку линзы в объектив маяка. С тех пор были открыто и другое свойство френелевской линзы – увеличение.

Получение параллельного пучка

С помощью линзы Френеля и точечного источника, размещенного на фокусном расстоянии, легко формируется параллельный пучок излучения. В случае, когда требуется добиться сходимости параллельного пучка в точку, линза (для большей эффективности) должна располагаться несколько ближе к источнику (см. рис. 3 — 4).


Рисунок 3. Получение параллельного пучка с помощью линзы Френеля

Фокусировка излучения

Основное практическое применение линз Френеля – фокусировка солнечного излучения, которое в бесконечном приближении может считаться практически параллельным. Так, линзы Френеля стали основным компонентом солнечных батарей, которые используются для нагрева целых домов или бассейнов. Очевидно, что площадь поверхности этих линз определяет количество собранного излучения.

Рисунок 4. Фокусировка излучения от точечного источника, расположенного на бесконечности

Увеличительная способность

Другое популярное применение линз Френеля – увеличение (например, в микроскопах и проекционные объективы). Ограничение на практике накладывает высокий уровень паразитной засветки, присущей всем линзам Френеля, потому эти линзы для эффективного увеличения используются нечасто.

Тем не менее, линзы Френеля по-прежнему остаются относительно недорогим и физически невесомым приспособлением для различных систем солнечного нагрева. Концепция не отличается новизной, однако с развитием технологий изготовления и открытием новых материалов, линзы Френеля точно не утратят своей популярности.

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Edmund Optics на территории РФ

Источник

Оцените статью
Фотосайт о художественной фотографии