200 yıl önce, Fresnel optikte devrim yarattı

16 Ağustos 2023 Çarşamba

Augustin Fresnel (1788-1827), icadının 200 yıl sonra tüm şöhretini koruyacağını kesinlikle hayal edemezdi. Üç yıllık araştırma ve deneylerden sonra, Normandiyalı bu mühendis ve fizikçi, farların aydınlatma gücünü artırmak için “Fresnel merceği” olarak bilinen basamaklı merceği icat etti. Ağustos 1822’de Paris’teki Arc de Triomphe’nin tepesinde başarıyla test edilen bu sistem, 20 Temmuz 1823’te Gironde ağzındaki Cordouan deniz fenerine kuruldu. Ardından dünyadaki tüm deniz fenerlerini hızla donatın.

Fresnel lens nedir?
Araştırmacının aklına farların aydınlatılmasında kullanılan ve ışık akısının %50’sine varan ışık kaybına neden olan parabolik reflektörler yerine büyük cam mercekler koyma fikri geldi. Gerekli cam kalınlığını azaltmak için Augustin Fresnel, bu lensleri Fresnel bölgeleri olarak bilinen prizmatik kesitli eşmerkezli halkalar şeklinde kesmek gibi iyi bir fikre sahipti.

Bu tekniğin avantajı: merceğin merkezindeki kalınlığını ve ağırlığını büyük ölçüde azaltmak ve ayrıca netliği artırmak için birkaç ışık ışınını aynı yönde yoğunlaştırmak. Bu oluklar, yüzeyinde belirli küresel sapmaları ortadan kaldırma etkisine sahip olan çoklu mikro mercekler oluşturur.

Augustin Fresnel, ilk kez geleneksel bir tek kavisli merceğin geometrisini süreksizliklerle ayrılmış aynı eğriliğe sahip birkaç yüzeye değiştirerek ustalığını gösterdi.

Fresnel lens (solda) ile geleneksel lens (sağda) arasındaki kalınlık farkı

Fresnel lens ne için kullanılır?
Fresnel lens yalnızca küresel denizcilik sinyalizasyonunda devrim yaratmadı. Aslında, bu lens başka alanlarda da kullanılmaktadır: sinema projektörlerinin, tepegözlerin, fotovoltaik panellerin, otobüslerin arka camlarının, kör noktaları kontrol etmek için gerekli olanların ve hatta LED büyüteçlerin imalatı.

Aynı prensibe dayanan ve her zaman camın ağırlığını azaltmak amacıyla Fresnel prizmaları da vardır.

Fresnel lens tasarım denklemini belirlemek için, her uygulama için tüm parametreler dikkate alınır.