Linssien toimintaperiaate
Linssi jakaa valon valaisimesta ja luo halutun valonjaon.
Valon ohjaaminen
Linssit perustuvat valonsäteeseen, joka kulkee kahden tiheydeltään erilaisen väliaineen, kuten ilman, muovin tai lasin, rajapinnan läpi. Linssi on usein valmistettu kirkkaasta PMMA-muovista (akryylista), jolla on korkea läpinäkyvyys. Tämä edistää korkeaa energiatehokkuutta, koska materiaali absorboi vain hyvin vähän valoa. Linssi voi olla muodoltaan kupera ja/tai kovera. Prismaattinen tai etsattu muovilevy toimii myös samalla tavalla kuin linssi.
Linssissä on pääasiassa kaksi optista ilmiötä, joita käytetään valon ohjaamiseen: taittuminen ja kokonaisheijastus.
Taittuminen
Valo taittuu, kun se kulkee kahden eri taitekertoimen omaavan väliaineen rajapinnan läpi. Jos valo kulkee tiheämmästä väliaineesta (esim. kirkas akryyli) harvempaan väliaineeseen (esim. ilma), se taittuu tulokulmaa suuremmassa kulmassa, ja päinvastoin. Samansuuntaiset pinnat aiheuttavat valonsäteiden samansuuntaisen siirtymän.
Kokonaisheijastus
Jos valo tulee optisesti tiheämmästä väliaineesta ja tulokulma on riittävän suuri, kaikki valo heijastuu takaisin optisesti tiheämpään väliaineeseen.
Optisesti tiheämmästä väliaineesta kulkeva säde heijastuu osittain ja taittuu osittain suuremmassa kulmassa normaalin suhteen. Kun tulokulma kasvaa riittävän suureksi, kaikki valo heijastuu takaisin materiaaliin.
Kokonaisheijastus tapahtuu, kun:
- Valonsäde kulkee optisesti tiheämmästä väliaineesta optisesti harvempaan väliaineeseen.
- Tulokulma ylittää kokonaisheijastuksen kriittisen kulman. Kriittinen kulma määritetään Snellin lain avulla.