Lensa
Lensa atau sering disebut
kanta adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan
cahaya, biasanya dibentuk dari sepotong
gelas yang dibentuk. Alat sejenis digunakan dengan jenis lain dari
radiasi elektromagnetik juga disebut lensa, misalnya, sebuah lensa
gelombang mikro dapat dibuat dari "
paraffin wax".
Konstruksi lensa yang paling umum adalah
lensa speris (
en:
spherical lens), yaitu lensa dengan bidang
antarmuka yang melengkung speris (
en:
spherical curvature), yaitu kelengkungan bidang permukaan bola dengan
radius speris (
en:
radius of curvature) tertentu. Notasi radius yang digunakan adalah R, akan bernilai positif saat
antarmuka melengkung keluar menjauhi titik pusat lensa dan disebut antarmuka cembung (
en:
convex). Notasi negatif akan digunakan untuk antarmuka cekung (
en:
concave) yang melengkung ke dalam mendekati titik pusat lensa.
1 - Symmetrical double convex lens.
2 - Asymmetrical double-convex lens
3 - Plano- convex lens.
4 - Positive meniscus lens.
5 - Symmetrical biconcave lens.
6 - Asymmetrical biconcave lens.
7 - Plano-concave lens.
8 - Negative meniscus lens.
Lensa sederhana (
en:
simple lens,
singlet lens) atau sering disebut
lensa saja adalah sebuah lensa tunggal speris.
Lensa sederhana dibedakan berdasarkan kelengkungan kedua bidang antarmukanya. Sebuah
lensa cembung (
en:
biconvex lens) mempunyai dua bidang antarmuka yang cembung, lensa dengan dua bidang cekung disebut
lensa cekung (
en:
biconcave lens). Jika salah satu bidang antarmuka datar (mempunyai radius yang tak berhingga), maka lensa tersebut disebut
lensa plano cembung atau
lensa plano cekung.
Lensa cembung cekung mempunyai satu bidang antarmuka cekung dan satu bidang antarmuka cembung, juga sering disebut
lensa meniskus (
en:
meniscus lens).
Lensa sederhana sangat rentan terhadap aberasi kromatik dan aberasi optis lainnya.
Diagram penelusuran sinar untuk sebuah lensa konvergen
Pada lensa cembung, sinar yang merambat melalui kedua antarmuka akan dibiaskan (terfokus) menuju ke satu titik pada sumbu optis lensa, yang disebut
jarak fokus (
en:
focal length). Lensa cembung dalam bahasa Inggris juga disebut
positive lens atau
converging lens. Lensa cembung membentuk
focal pointpada sisi berlawanan dengan persamaan
lens maker:
[1]
di mana:
- adalah jarak citra dan sesuai konvensi, bernilai negatif pada sisi yang sama dengan subyek[1]
- The focal length f adalah 'rentang focal, bernilai negatif untuk lensa concave
dan persamaan magnifikasi lensa:
Pada lensa cekung, sinar yang merambat akan dibiaskan menjauhi sumbu optis lensa dengan proyeksi imajiner sinar menuju ke satu titik, seperti pada gambar.
Lensa meniskus (
en:
meniscus lens,
ophthalmic lens) atau
lensa cembung cekung, dapat berupa lensa positif atau negatif yang bergantung pada radius speris kedua bidang antarmuka. Pada nilai radius speris yang sama besar, sinar yang merambat tidak akan dibiaskan. Lensa meniskus positif akan membiaskan sinar seperti lensa cembung, lensa ini mempunyai bidang antarmuka cembung dengan radius speris yang lebih kecil. Sebaliknya lensa meniskus negatif mempunyai bidang antarmuka cekung dengan radius speris yang lebih kecil.
Lensa tipis (
en:
thin lens) adalah sebuah lensa dengan ketebalan yang sangat kecil jika dibandingkan dengan nilai
jarak fokusnya.
Sebuah lensa cembung asperis.
1: Penampang lensa Fresnel
2: Penampang lensa plano konveks dengan daya yang sama
Lensa asperis (
en:
aspheric lens,
asphere) yang mempunyai bidang antarmuka dengan kelengkungan bidang yang bukan merupakan bidang permukaan bola. Sebuah lensa asperis dapat mengurangi
aberasi speris atau
aberasi optis lainnya, atau menggantikan kinerja beberapa jajaran lensa.
Lensa aksikon (
en:
axicon lens) adalah lensa dengan bidang antarmuka berbentuk kerucut. Lensa aksikon akan memproyeksikan sebuah titik menjadi garis sepanjang sumbu optis, dan mengubah sinar
laser menjadi bentuk cincin.
[2] Lensa ini dapat dipergunakan untuk mengubah
sorot Gauss menjadi seperti
sorot Bessel dengan efek
difraksi yang sangat kecil.
[3][4]
Lensa Fresnel adalah sebuah lensa yang dikembangkan oleh seorang fisikawan berkebangsaan Perancis,
Augustin Jean Fresnel untuk aplikasi pada
mercusuar. Konstruksi lensa didesain dengan panjang fokus yang pendek, jarak fokus tak terhingga dan tebal lensa yang sangat tipis jika dibandingkan dengan lensa konvensional, agar dapat melewatkan lebih banyak
cahaya sehingga lampu mercusuar dapat terlihat dari jarak yang lebih jauh.
Sebelum lensa Fresnel ditemukan, ide untuk membuat lensa yang lebih tipis dan ringan yang tersusun dari beberapa bagian terpisah dalam sebuah bingkai, sering disebut sebagai ide dari
Georges Louis Leclerc dan
Comte de Buffon.
[8] Fresnel menyempurnakan penyusunan lensa-lensa konsentrik tersebut berdasarkan perhitungan
zona Fresnel.
Lensa Fresnel terbagi menjadi 6 kategori berdasarkan panjang fokusnya. Kategori yang pertama merupakan lensa yang terbesar dengan panjang fokus 920 mm (36 inci). Kategori yang terakhir dengan lensa terkecil mempunyai panjang fokus 150 mm (5,9 inci).
[9][10][11] Pengembangan lensa Fresnel lebih lanjut menambahkan dua kategori lensa yang baru yaitu
lensa Fresnel mesoradial dan
hyper radial.
Lensa fotokromik (
en:
photochromic lens) adalah lensa yang menjadi gelap saat terpajan (terpapar)
sinar ultraviolet. Lensa perlahan kembali menjadi jernih seiring sirnanya pajanan sinar UV tersebut.
Lensa silindris adalah sebuah lensa yang membiaskan sinar cahaya yang merambat melalui mediumnya hingga terfokus pada sebuah garis, bukan pada sebuah titik seperti pada umumnya lensa cembung.
Sebuah lensa doublet akromatika.
Sorot cahaya tanpa (merah) dan dengan (hijau) lensa Barlow
Lensa komposit adalah jajaran beberapa lensa yang disusun sedemikian rupa untuk memberikan efek sinar cahaya tertentu. Lensa komposit dapat terdiri dari dua buah lensa tunggal atau lebih.
Lensa doublet adalah sebuah istilah yang digunakan pada bidang
optika untuk menjelaskan sebuah lensa komposit yang terdiri dari dua buah lensa sederhana dengan berbagai macam kombinasinya. Lensa doublet yang paling umum adalah
lensa doublet akromatika yang dapat meredam
aberasi kromatika dengan sangat optimal.
Lensa Barlow adalah sebuah lensa komposit yang ditemukan oleh seorang insinyur berkebangsaan
Inggris bernama
Peter Barlow yang digunakan untuk meningkatkan
bukaansuatu sistem optika. Lensa Barlow biasa diletakkan persis sebelum
jendela bidik (
en:
viewfinder) untuk meningkatkan
jarak fokus jendela bidik.
Lensa Cooke triplet adalah lensa komposit yang dipatenkan oleh
Dennis Taylor, seorang insinyur yang bekerja pada perusahaan
Cooke of York pada tahun 1893. Lensa Cooke triplet adalah lensa komposit pertama yang berhasil meminimumkan
aberasi optis.
Lensa Dialyt adalah sebuah lensa komposit yang terdiri dari empat buah lensa tunggal yang didesain untuk meredam berbagai macam
aberasi optis. Sebuah lensa komposit serupa dikembangkan oleh
Taylor Hobson dari desain lensa Cooke triplet dan kemudian disebut
lensa Aviar. Sedangkan
lensa Celor adalah desain lensa Dialyt yang telah mengalami penyempurnaan.
- Hecht, Eugene (1987). Optics (edisi ke-2nd). Addison Wesley. ISBN 0-201-11609-X. Chapters 5 & 6.
- Hecht, Eugene (2002). Optics (edisi ke-4th). Addison Wesley. ISBN 0-321-18878-0.
- Greivenkamp, John E. (2004). Field Guide to Geometrical Optics. SPIE Field Guides vol. FG01. SPIE. ISBN 0-8194-5294-7.
- "The Fresnel Lens." The Keeper's Log (Winter 1985), pp. 12–14.
- Lighthouses, Illuminants, Lenses Engineering and Augustin Fresnel, An Historical Bibliography, United States Coast Guard.
- United States Coast Guard, Aids to Navigation, (Washington, DC: U. S. Government Printing Office, 1945).
- United States Coast Guard, Aids to Navigation Historical Bibliography.
- United States Coast Guard, Fresnel Lenses Still in Operation.