?菲涅爾透(tou)(tou)鏡(jing)多是(shi)由(you)聚烯烴材料注壓而成的(de)(de)(de)薄片(pian)，鏡(jing)片(pian)表面一(yi)面為光面，另一(yi)面刻錄了由(you)小到大(da)的(de)(de)(de)同心圓(yuan)。菲涅爾透(tou)(tou)鏡(jing)的(de)(de)(de)在很(hen)多時(shi)候相當于(yu)紅外線及可見光的(de)(de)(de)凸透(tou)(tou)鏡(jing)，效果較好，但成本比普(pu)通的(de)(de)(de)凸透(tou)(tou)鏡(jing)低很(hen)多。菲涅爾透(tou)(tou)鏡(jing)可按照(zhao)光學設計或結(jie)構(gou)進(jin)行分(fen)類。菲涅爾透(tou)(tou)鏡(jing)作(zuo)用有(you)兩個：一(yi)是(shi)聚焦作(zuo)用；二是(shi)將探測(ce)區域(yu)內(nei)分(fen)為若干(gan)個明(ming)區和暗區，使進(jin)入探測(ce)區域(yu)的(de)(de)(de)移動物體能以溫(wen)度變(bian)化的(de)(de)(de)形式(shi)在PIR上產生變(bian)化熱釋紅外信(xin)號。
1.簡介
菲(fei)涅爾(er)透(tou)鏡(jing) (Fresnel lens)，又稱螺紋(wen)透(tou)鏡(jing)，是由法(fa)國物理(li)(li)學家奧古斯汀·菲(fei)涅爾(er)（Augustin·Fresnel)發明的(de)(de)，他在(zai)1822年(nian)首(shou)先(xian)使用(yong)(yong)這種透(tou)鏡(jing)設計(ji)用(yong)(yong)于建(jian)立一個(ge)玻璃菲(fei)涅爾(er)透(tou)鏡(jing)系(xi)統——燈塔(ta)透(tou)鏡(jing)。菲(fei)涅爾(er)透(tou)鏡(jing)多是由聚烯烴材料(liao)注(zhu)壓(ya)而成的(de)(de)薄片(pian)，也有(you)玻璃制作的(de)(de)，鏡(jing)片(pian)表面(mian)一面(mian)為(wei)光(guang)(guang)面(mian)，另一面(mian)刻錄(lu)了由小到大(da)的(de)(de)同(tong)心圓(yuan)，它的(de)(de)紋(wen)理(li)(li)是利用(yong)(yong)光(guang)(guang)的(de)(de)干涉及(ji)擾射和根據相對(dui)靈敏度和接收角(jiao)度要求來設計(ji)的(de)(de)，透(tou)鏡(jing)的(de)(de)要求很(hen)高，一片(pian)好的(de)(de)透(tou)鏡(jing)必須是表面(mian)光(guang)(guang)潔，紋(wen)理(li)(li)清晰，其厚(hou)度隨用(yong)(yong)途而變(bian)，多在(zai)1mm左(zuo)右，特(te)性為(wei)面(mian)積較大(da)，厚(hou)度薄及(ji)偵測(ce)距離(li)遠。
菲涅爾透鏡
菲涅(nie)爾(er)透鏡(jing)作用(yong)(yong)有兩個：一是聚焦作用(yong)(yong)；二是將(jiang)探測區(qu)(qu)域(yu)內分為若干個明(ming)區(qu)(qu)和(he)暗(an)區(qu)(qu)，使進入探測區(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)移動(dong)物體能以(yi)溫度變(bian)化(hua)的(de)(de)形式(shi)在PIR上產(chan)生(sheng)變(bian)化(hua)熱(re)釋紅外信(xin)號。菲涅(nie)爾(er)透鏡(jing)的(de)(de)在很(hen)多(duo)時(shi)候相當于紅外線及可見光(guang)的(de)(de)凸(tu)透鏡(jing)，效果較好，但成本比普通(tong)的(de)(de)凸(tu)透鏡(jing)低很(hen)多(duo)。多(duo)用(yong)(yong)于對精度要求不(bu)是很(hen)高的(de)(de)場合，如幻燈機、薄膜放(fang)大鏡(jing)、紅外探測器等。
2.菲(fei)涅爾透鏡的(de)歷史
通(tong)過將數個(ge)獨(du)立(li)的(de)截面安裝(zhuang)在(zai)一(yi)個(ge)框架(jia)上從而制作出更輕更薄(bo)的(de)透(tou)鏡(jing)，這一(yi)想法常被認為(wei)是由布封伯爵(jue)提出的(de)。孔多(duo)塞(1743-1794)提議用單片薄(bo)玻璃來研(yan)磨出這樣的(de)透(tou)鏡(jing)。而法國物理(li)學家(jia)兼工程(cheng)師菲(fei)涅(nie)(nie)爾(er)(er)亦(yi)對(dui)這種透(tou)鏡(jing)在(zai)燈(deng)塔(ta)上的(de)應用寄予厚望。根據史密森學會(hui)的(de)描(miao)述，1823年(nian)，第一(yi)枚菲(fei)涅(nie)(nie)爾(er)(er)透(tou)鏡(jing)被用在(zai)了(le)吉倫特河口的(de)哥杜昂(ang)燈(deng)塔(ta)（Phare de Cordouan）上；透(tou)過它發射(she)的(de)光線可以(yi)在(zai)20英里（32千(qian)米）以(yi)外看(kan)到。蘇格蘭(lan)物理(li)學家(jia)大衛(wei)·布儒斯(si)特爵(jue)士被看(kan)作是促使(shi)英國在(zai)燈(deng)塔(ta)中使(shi)用這種透(tou)鏡(jing)的(de)推動者。
3.菲(fei)涅爾(er)透鏡的基本原理
菲涅爾透鏡(jing)的(de)(de)工作原理十分簡單：假設一(yi)個透鏡(jing)的(de)(de)折射能量僅僅發生在光學表(biao)(biao)面（如(ru)：透鏡(jing)表(biao)(biao)面），拿掉盡可能多的(de)(de)光學材料，而(er)保留表(biao)(biao)面的(de)(de)彎曲度。
傳統透鏡到菲涅爾(er)透鏡結構的變化
另外一(yi)種理解就是，透鏡連續表面部分“坍陷”到一(yi)個平面上。如圖：
塌陷到平面
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