?菲(fei)涅爾(er)(er)(er)透鏡(jing)(jing)(jing)多是(shi)由聚烯烴(jing)材料(liao)注壓而成(cheng)的(de)薄片(pian)，鏡(jing)(jing)(jing)片(pian)表(biao)面(mian)(mian)一(yi)面(mian)(mian)為光面(mian)(mian)，另(ling)一(yi)面(mian)(mian)刻錄(lu)了由小(xiao)到大(da)的(de)同心圓。菲(fei)涅爾(er)(er)(er)透鏡(jing)(jing)(jing)的(de)在很多時候相當于紅外(wai)線及可(ke)見光的(de)凸透鏡(jing)(jing)(jing)，效(xiao)果(guo)較好(hao)，但成(cheng)本比普通的(de)凸透鏡(jing)(jing)(jing)低(di)很多。菲(fei)涅爾(er)(er)(er)透鏡(jing)(jing)(jing)可(ke)按(an)照光學(xue)設計(ji)或結(jie)構進行分(fen)類。菲(fei)涅爾(er)(er)(er)透鏡(jing)(jing)(jing)作(zuo)用有兩個：一(yi)是(shi)聚焦(jiao)作(zuo)用；二(er)是(shi)將探(tan)測(ce)區(qu)域內(nei)分(fen)為若干個明(ming)區(qu)和暗(an)區(qu)，使進入探(tan)測(ce)區(qu)域的(de)移動物體(ti)能以(yi)溫度變(bian)化的(de)形式在PIR上產(chan)生變(bian)化熱釋(shi)紅外(wai)信號。
1.簡介
菲涅(nie)爾(er)透(tou)(tou)鏡(jing) (Fresnel lens)，又(you)稱螺紋(wen)透(tou)(tou)鏡(jing)，是由法國物(wu)理(li)學家奧古斯汀·菲涅(nie)爾(er)（Augustin·Fresnel)發明的(de)，他在1822年首先使用(yong)這(zhe)種透(tou)(tou)鏡(jing)設計用(yong)于建立一(yi)個玻璃菲涅(nie)爾(er)透(tou)(tou)鏡(jing)系統——燈塔(ta)透(tou)(tou)鏡(jing)。菲涅(nie)爾(er)透(tou)(tou)鏡(jing)多是由聚(ju)烯(xi)烴材料注(zhu)壓而成(cheng)的(de)薄(bo)片，也有玻璃制作(zuo)的(de)，鏡(jing)片表(biao)面(mian)(mian)一(yi)面(mian)(mian)為光(guang)面(mian)(mian)，另一(yi)面(mian)(mian)刻錄了(le)由小到大的(de)同心圓(yuan)，它的(de)紋(wen)理(li)是利用(yong)光(guang)的(de)干涉及擾射和(he)根據相對(dui)靈敏度(du)和(he)接(jie)收角度(du)要(yao)求來(lai)設計的(de)，透(tou)(tou)鏡(jing)的(de)要(yao)求很高，一(yi)片好的(de)透(tou)(tou)鏡(jing)必須是表(biao)面(mian)(mian)光(guang)潔，紋(wen)理(li)清晰，其厚度(du)隨用(yong)途而變，多在1mm左右，特性為面(mian)(mian)積較大，厚度(du)薄(bo)及偵測(ce)距離遠(yuan)。
菲涅爾透鏡
菲涅(nie)爾(er)透(tou)鏡(jing)作(zuo)用有兩個：一是聚焦(jiao)作(zuo)用；二是將探測(ce)(ce)區域(yu)內分為若干個明(ming)區和暗(an)區，使進入探測(ce)(ce)區域(yu)的(de)(de)移動物體(ti)能以(yi)溫度變化(hua)的(de)(de)形式在(zai)PIR上(shang)產生變化(hua)熱釋(shi)紅(hong)外(wai)信(xin)號。菲涅(nie)爾(er)透(tou)鏡(jing)的(de)(de)在(zai)很(hen)(hen)(hen)多(duo)時候相當于紅(hong)外(wai)線及可見(jian)光的(de)(de)凸透(tou)鏡(jing)，效(xiao)果較好(hao)，但成(cheng)本比普通(tong)的(de)(de)凸透(tou)鏡(jing)低很(hen)(hen)(hen)多(duo)。多(duo)用于對精度要求(qiu)不是很(hen)(hen)(hen)高(gao)的(de)(de)場合(he)，如幻燈機、薄膜(mo)放大鏡(jing)、紅(hong)外(wai)探測(ce)(ce)器等。
2.菲(fei)涅爾透鏡的歷史(shi)
通過將數個(ge)(ge)獨立的(de)(de)(de)截面安裝在一(yi)個(ge)(ge)框架上(shang)從而制作出(chu)(chu)更(geng)輕更(geng)薄的(de)(de)(de)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)，這(zhe)一(yi)想法常被(bei)認為(wei)是(shi)由布封伯爵提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)。孔多塞(sai)(1743-1794)提議用單(dan)片薄玻璃來研磨出(chu)(chu)這(zhe)樣的(de)(de)(de)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)。而法國物理學家兼工程(cheng)師菲(fei)涅爾亦對這(zhe)種透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)在燈(deng)塔上(shang)的(de)(de)(de)應用寄予厚望。根據史密森學會的(de)(de)(de)描述，1823年，第(di)一(yi)枚菲(fei)涅爾透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)被(bei)用在了(le)吉倫特河口的(de)(de)(de)哥(ge)杜昂燈(deng)塔（Phare de Cordouan）上(shang)；透(tou)(tou)過它(ta)發射的(de)(de)(de)光(guang)線(xian)可以在20英(ying)里（32千米）以外看到。蘇格蘭(lan)物理學家大(da)衛·布儒斯特爵士被(bei)看作是(shi)促(cu)使英(ying)國在燈(deng)塔中使用這(zhe)種透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)推(tui)動者。
3.菲涅(nie)爾透鏡(jing)的基本原理
菲涅(nie)爾透鏡的工作原理十分簡(jian)單：假設(she)一個透鏡的折射能(neng)(neng)量僅僅發生在(zai)光學表(biao)(biao)面（如：透鏡表(biao)(biao)面），拿掉盡可能(neng)(neng)多(duo)的光學材料，而保留(liu)表(biao)(biao)面的彎曲度(du)。
傳統透鏡到菲涅(nie)爾透鏡結構的變化
另外一(yi)(yi)種理(li)解(jie)就是，透鏡連續(xu)表面部(bu)分“坍(tan)陷(xian)”到(dao)一(yi)(yi)個平面上(shang)。如(ru)圖：
塌陷到平面
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