Neue achromatische Linsen "ohne" Farbfehler

Interessant, auch wenn ich noch nicht kapiert habe wie die Dinger genau funktionieren. Aber up to 1 cm diameter hört sich für mich eher nach Smartphone als nach Refraktor an. Ausserdem steht dort nichts zur Genauigkeit.

Moin,

so geht es mir auch, ich verstehe das Prinzip noch nicht. Aber es klingt auf jeden Fall spannend.

CS
Jörg

Mmmhhh - ist es wirklich so, dass rotes Licht schneller als blaues das Glas passiert und dadurch der Farbfehler entsteht? Das hatte ich irgendwie anders verstanden...

Gruß
Klaus

Hallo Klaus,

im Großen und Ganzen ist das so. Die Brechung entsteht im Grunde durch den Geschwindigkeitsunterschied der Wellenfront in den verschiedenen Medien. Und die ist neben dem durchwanderten Material von der Wellenlänge abhängig.

Diese Metalinsen sind aktuell Thema an allen Ecken und Enden was neue Optikmaterialien angeht, ich habe mal recherchiert, ist eine spannende Sache.

CS
Jörg

Hallo Klaus,

"Mmmhhh - ist es wirklich so, dass rotes Licht schneller als blaues das Glas passiert"

Beobachtung: der Fokus von langwelligem roten Licht ist weiter weg als der kürzerer Wellenlängen (bekannter Farblängsfehler).

Und den Zusammenhang mit der dazugehörigen Lichtgeschwindigkeit leite ich mir immer mit dem Lichtstrahl ersetzt durch Räder auf einer Achse her, wo ein Rad dann beim schiefen Übergang in das andere Medium kurzzeitig schneller/langsamer läuft, was dann formal korrekt und auch anschaulich zur Richtungsänderung der Achse (Brechung) führt.

Aus dieser Beobachtung folgt: rot MUSS schneller durch Glas laufen als z.B. blau.

Gruss
Günter

Moin,
"blau bricht stärker", gilt ja nicht nur in oder vor der Kneipe ...
Das heißt, dass die Brechzahl bei blau etwas größer ist als die von rot. Folglich wird blau stärker verlangsamt und rot ist schneller. Anderer Weg, gleicher Schluss.
Grüße
Karl

N'abend

ob die ein mal für Brillen taugen? Bei meinen starken Gläsern ist jede Menge Brechung da wenn es von der Achse weggeht. Ich kann super LED Lampen in Spektralbestandteile aufdröseln, wenn ich sie schief ansehe.

Grüße,
Walter

Hallo Walter,

könnte ich mir vorstellen. Wenn ich das richtig verstehe bestimmt die Struktur der Oberfläche die Brechkraft, da müßte sogar Gleitsicht etc. gehen. Die Frage ist nur, wie stabil ist das? Da wird es schon noch irgendeine Form der Einbettung brauchen, damit man das berühren darf.

CS
Jörg

Hallo Samuel,

sieht so aus, als ob hier einen spezielle Variante einer Fresnel-Linse mit speziellem Glasmaterial und Struktur zum Einsatz kommt, um bestimmte Wellenlängen zu verlangsamen oder deren Weg zu verlängern / verringern!

Ob diese Linsen dann preiswerter für Fernrohre hergestellt werden können ist noch nicht raus!

Hallo,

echt ungeahnte Möglichkeiten - auf einer Seite aluminisiert, das Material ein wenig fehlerhaft aufgebracht und schon hat man Spiegel mit Farbfehler. Damit kann man die alte Diskussion Refraktor vs Reflektor auf eine neue, ausgeglichenere Ebene anheben... [:o)]

Grüße, Coyote

Hallo,

mehr dazu im Netz auf deutsch auch hier und hier.

Viele Grüße
Michael

Hallo Michael,

danke für die Links. Eine sehr interessante Sache. [:)]

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">"Durch die Kombination von zwei Nanofins in einem Element können wir die Lichtgeschwindigkeit in dem Material mit den Nanostrukturen so regeln, dass alle Wellenlängen im sichtbaren Bereich an der gleichen Stelle fokussiert werden."<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wieso ist darauf eigentlich vorher niemand gekommen? Gab es vielleicht einen solchen Ansatz, aber die technischen Mittel reichten nicht zur Umsetzung? Wäre mal interessant zu wissen.

Für uns ist wohl letztendlich entscheidend, wie gut und wie kostengünstig man die Metalinsen hochskalieren kann. Als nächsten Schritt eine Line mit 1 cm zu bauen ist cool, aber wahrscheinlich ist ein großer Entwicklungsaufwand nötig, um eine für astronomische Zwecke "brauchbare" Linse zu bauen. Man darf gespannt sein. [:)]

Viele Grüße

Dominik

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Dominik Braun</i>

Wieso ist darauf eigentlich vorher niemand gekommen? Gab es vielleicht einen solchen Ansatz, aber die technischen Mittel reichten nicht zur Umsetzung? Wäre mal interessant zu wissen.

Für uns ist wohl letztendlich entscheidend, wie gut und wie kostengünstig man die Metalinsen hochskalieren kann. Als nächsten Schritt eine Line mit 1 cm zu bauen ist cool, aber wahrscheinlich ist ein großer Entwicklungsaufwand nötig, um eine für astronomische Zwecke "brauchbare" Linse zu bauen. Man darf gespannt sein. [:)]

Viele Grüße

Dominik
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Samuel, Michael, hallo Dominik,

erst mal vielen Dank (an Samuel, Michael) für den Hinweis auf die interessanten Arbeiten.

wie schon mehrfach geschreiben, hier handelt es sich um optische Konzepte die von klassischen Linsen und auch von Zonenplatten ( z.B. den Diffraktiven Elementen in bestimmten, extrem kompakten Canon Teleopjektiven) sehr verschieden sind. Wenn ich es recht verstehen, sind diese Linsen sehr komplexe Anordnungen von Miniatur-Säulen die als riesieges Array von Wellenleitern mit Abmessungen vergleichbar der Lichtwellenänge fungieren. Alleine durch die Form und Anordnung lässt sich steuern, ob es eine achromatische Linse oder optisches Element mit sehr starker Disperion (z.B. zur Korrektur von chromatischen Fehlern) in Kombination mit einer konventionellen Linse wird.
Die Theorie dahinter ist kompliziert und entwickelt sich gerade. Mein Eindruck, viele Gruppen tragen hier mit neuen Ideen bei. Der zentrale Unterschied zu den meisten bisherigen Diffraktiven Elementen besteht darin, das Änderungen der optischen Phase die der Verzögerung in einer klassischen Linse entspricht bei diesen neuen Metalinsen unabhängig von der Wellenlänge gesteuert werden kann. Normalerweise haben Diffraktive Elemente einen extremen Farbfehler, deshalb verwendet man sie ja auch in Spektralapparaten. Die neue Arbeit verwendet als Grundbausteinen nicht einzelnen Minisäulen, sondern Paare bestehend aus jeweils zwei dicht beieinander stehenden Miniatur-Säulen, die gekopppelte Wellenleiter bilden. In solchen gekoppelten Wellenleitern kann die Disperion über die Geometrie der Säulen in einen weiten Spektralberich kontrolliert gesteuert und eingestellt werden. Auf diese Weise lassen sich sehr variable optischen Eigenschaften wie achromatische Abbildung aber auch die Korrektur verschiedener Abberation ( z.B. sphärischer Abberation) erzielen.

Ob da auch für astronomischen Anwendungen etwas bei herausspringt?

Bisher haben die Linsen in der Origanalarbeit 0.06 mm Brennweite. Allerdings haben die Autoren auch eine Linse als Korrekturglied für eine einfache chromatisch f/5 Linse mit 5 mm Durchmesser von Thorlabs entworfen, die dann in Kombination einen Strehl von besser als 0.8 im gesamten Bereich von 450 bis 700 nm erreicht.

Also, ziemlich spannend.

beste Grüße

Thomas