Foco calculado de una lente biconvexa asimétrica

Así que he estado trabajando en el modelado de un sistema óptico usando trazado de rayos. Finalmente llegué al punto en el que estoy probando cosas, sin embargo, me encontré con algo de lo que no estoy completamente seguro. Estoy proyectando un conjunto de rayos en una lente biconvexa asimétrica y aplicando la ley de Snell a cada rayo para rastrearlos a través de la lente. Luego calculo el enfoque esperado usando la siguiente ecuación:

1 F = ( norte 1 ) [ 1 R 1 1 R 2 + ( norte 1 ) d norte R 1 R 2 ]

Tracé este punto, así como los rayos que salen de la lente, y veo que no coinciden todo el tiempo. Mis rayos se proyectan perpendicularmente a un sensor que se encuentra en el eje óptico (como se muestra a continuación) para que viajen en líneas paralelas hasta que golpean la lente. Tengo entendido entonces que los rayos deberían refractarse a través de la lente, y todos convergen en el foco. No es ese el caso? ¿Estoy malinterpretando algo aquí, o hay alguna otra ecuación para el punto focal que debería usar?

También me confunde el hecho de que diferentes diagramas de rayos parecen mostrar cosas diferentes, como las siguientes imágenes donde una muestra que la luz paralela converge hacia el punto focal, mientras que otra muestra algo completamente diferente:

Diagrama de rayos 1 ingrese la descripción de la imagen aquí

¡Cualquier ayuda sería muy apreciada!

Mi diagrama de trazado de rayos

Solución de trazado de rayos numéricos

Respuestas (1)

Puede ver que la línea superior de la segunda imagen es paralela a las líneas de la primera imagen y también pasa por el punto focal. Simplemente se muestra continuando hacia la ubicación de la imagen. Solo un haz colimado normal al centro de la lente donde todas las líneas son paralelas y perpendiculares al plano de la lente convergerá en el punto focal. Y, a la inversa, la luz que emana de un punto focal se acumulará en un haz colimado, es decir, líneas paralelas.

La luz de otros objetos colocados no convergerá en el punto focal ni creará un haz colimado.

Es difícil decir por qué los haces en el ejemplo de trazado de rayos no convergen en el punto focal sin ver los cálculos. Y esa ecuación solo funciona si son lentes esféricos. Y si se trata de una lente gruesa, lo que llama la distancia focal depende de dónde esté midiendo.