菲涅爾透鏡是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的，透鏡的要求很高，一片優(yōu)質(zhì)的透鏡必須是表面光潔，紋理清晰，其厚度一般在1mm左右，特性為面積較大，厚度薄及偵測(cè)距離遠(yuǎn)。

什么是菲涅爾透鏡

　　菲涅爾透鏡是由法國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W古斯汀.菲涅爾發(fā)明的，他在1822年Z初使用這種透鏡設(shè)計(jì)用于建立一個(gè)玻璃菲涅爾透鏡系統(tǒng)——燈塔透鏡。

　　菲涅爾透鏡是一種微細(xì)結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件，從正面看其象一個(gè)飛鏢盤(pán)，由一環(huán)一環(huán)的同心圓組成。

菲涅爾透鏡的基本原理

　　菲涅爾透鏡工作原理十分簡(jiǎn)單:假設(shè)一個(gè)透鏡的折射能量?jī)H僅發(fā)生在光學(xué)表面(如:透鏡表面)，拿掉盡可能多的光學(xué)材料，而保留表面的彎曲度。另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分“坍陷”到一個(gè)平面上。

　　從剖面看，其表面由一系列鋸齒型凹槽組成，ZX部分是橢圓型弧線。每個(gè)凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同，但都將光線集中一處，形成ZX焦點(diǎn)，也就是透鏡的焦點(diǎn)。每個(gè)凹槽都可以看做一個(gè)獨(dú)立的小透鏡，把光線調(diào)整成平行光或聚光。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。

菲涅爾透鏡發(fā)展歷史

　　通過(guò)將數(shù)個(gè)獨(dú)立的截面安裝在一個(gè)框架上從而制作出更輕更薄的透鏡，這一想法常被認(rèn)為是由布封伯爵提出的。孔多塞(1743-1794)提議用單片薄玻璃來(lái)研磨出這樣的透鏡。而法國(guó)物理學(xué)家兼工程師菲涅耳亦對(duì)這種透鏡在燈塔上的應(yīng)用寄予厚望。根據(jù)史密森學(xué)會(huì)的描述，1823年，diyi枚菲涅爾透鏡被用在了吉倫特河口的哥杜昂燈塔上;透過(guò)它發(fā)射的光線可以在20英里(32千米)以外看到。蘇格蘭物理學(xué)家大衛(wèi)布儒斯特爵士被看作是促使英國(guó)在燈塔中使用這種透鏡的推動(dòng)者。

菲涅爾透鏡發(fā)展現(xiàn)狀

　　國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀：

　　國(guó)際上有人研制大型菲涅爾透鏡，試圖用于制作太陽(yáng)能聚光集熱器。菲涅爾透鏡是平面化的聚光鏡，重量輕，價(jià)格比較低，也有點(diǎn)聚焦和線聚焦之分，一般由有機(jī)玻璃或其它透明塑料制成，也有用玻璃制作的，主要用于聚光太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)。

　　國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：

　　我國(guó)從70年代直至90年代，對(duì)用于太陽(yáng)能裝置的菲涅爾透鏡開(kāi)展了研制。有人采用模壓方法加工大面積的柔性透明塑料菲涅爾透鏡，也有人采用組合成型刀具加工直徑1.5m的點(diǎn)聚焦菲涅爾透鏡，結(jié)果都不大理想。

　　近來(lái)，有人采用模壓方法加工線性玻璃菲涅爾透鏡，但精度不夠，尚需提高。有兩種利用全反射原理設(shè)計(jì)的新型太陽(yáng)能聚光器，雖然尚未獲得實(shí)際應(yīng)用，但具有一定啟發(fā)性。

　　一種是光導(dǎo)纖維聚光器，它由光導(dǎo)纖維透鏡和與之相連的光導(dǎo)纖維組成，陽(yáng)光通過(guò)光纖透鏡聚焦后由光纖傳至使用處。

　　另一種是熒光聚光器，它實(shí)際上是一種添加熒光色素的透明板(一般為有機(jī)玻璃)，可吸收太陽(yáng)光中與熒光吸收帶波長(zhǎng)一致的部分，然后以比吸收帶波長(zhǎng)更長(zhǎng)的發(fā)射帶波長(zhǎng)放出熒光。放出的熒光由于板和周?chē)橘|(zhì)的差異，而在板內(nèi)以全反射的方式導(dǎo)向平板的邊緣面，其聚光比取決于平板面積和邊緣面積之比，很容易達(dá)到10-100，這種平板對(duì)不同方向的入射光都能吸收，也能吸收散射光，不需要跟蹤太陽(yáng)。

菲涅爾透鏡的分類(lèi)

　　從光學(xué)設(shè)計(jì)上來(lái)劃分:

　　①正菲涅爾透鏡:

　　光線從一側(cè)進(jìn)入，經(jīng)過(guò)菲涅爾透鏡在另一側(cè)出來(lái)聚焦成一點(diǎn)或以平行光射出。焦點(diǎn)在光線的另一側(cè)，并且是有限共軛。這類(lèi)透鏡通常設(shè)計(jì)為準(zhǔn)直鏡(如投影用菲涅爾透鏡，放大鏡)以及聚光鏡(如太陽(yáng)能用聚光聚熱用菲涅爾透鏡。

　　②負(fù)菲涅爾透鏡:

　　和正焦菲涅爾透鏡剛好相反，焦點(diǎn)和光線在同一側(cè)，通常在其表面進(jìn)行涂層，作為diyi反射面使用。

　　從結(jié)構(gòu)上劃分:

　　圓形菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡陣列，柱狀菲涅爾透鏡，線性菲涅爾透鏡，衍射菲涅爾透鏡，菲涅爾反射透鏡，菲涅爾光束分離器和菲涅爾棱鏡。