Нужна линза ? Легко !

Всем привет !

Меня зовут Сергей.

И в данном посте я хочу вам поведать одно из применений 3D принтера, а именно изготовление линзы.Задача стояла следующая. Есть RGB светодиод, но источник света от него не в виде пучка, а рассеянный с углом расхождения порядка 38 градусов. Я на эскизе отобразил источник света и расходимость лучей, определил точку, в которой должен быть кристалл светодиода.Дальше необходимо рассчитать радиус кривизны обеих поверхностей линзы.

1/f=(n-1)(1/R1+1/R2)......................................................................................................(1)

, где R1 иR2 - радиусы кривизны первой и второй поверхностей линзы, f - фокусное расстояние линзы, n - коэффициент преломления линзы .

n=n2/n1, где n2- показатель преломления материала линзы (оргстекло 1,5) , n1- показатель преломления окружающей линзу среды (воздух, порядка 1)

Для простоты, я принял, что R1=R2.

Известно из формулы мне только f - 20 мм. У нас, по сути, это расстояние от кристалла светодиода до оптического центра линзы.

Перепишем формулу (1), учитывая, что R1=R2=R:

R=f(n-1)2 ......................................................................................................................(2)

Подставив данные в формулу (2) n=1,5 и f=20

получим, что радиусы кривизны поверхностей линзы равны 20 мм. Смотри схематичный рисунок.

Строим по этим данным 3D модель линзы. Получается нечто такое.Сделал линзу с основанием.

Осталось её только напечатать, что тоже особого труда не составляет. Результат после печати (только печать, без обработки).После линзу я немного ошкурил 1500 шкуркой и отполировал пастой. К сожалению, фотографию конечного результата у меня не сохранилось как и линзы.

Осталось испытать линзу в деле. Вот так выглядит пятно от светодиода без линзыА так уже с линзой.Выводы.

1. Параллельного пучка добиться мне не удалось, но , думаю, что при повторном изготовлении линзы уже с другими параметрами мне это удалось бы сделать.

2. Расходимость лучей уменьшена более чем в 3 раза (заказчика это устроило)

3. Коэффициент преломления, скорее всего, был использован неправильно. Линза из полимера и коэффициент преломления его неизвестен.

4. Линзу надо было делать бОльшего диаметра.