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Titolo: Un semplice problema di ottica pratica

Salve a tutti,
ho il seguente problema: devo trasmettere dati su una portante infrarossa 
modulata, e voglio fare arrivare questi dati il piu' lontano possibile col 
sistema ottico piu' semplice possibile (una sola lente). L'emettitore e' un 
diodo IR, che quindi emette "a cono": vorrei riuscire a trasformare questo 
cono in un cilindro per concentrare la potenza e farla disperdere il meno 
possibile.
Mi par di ricordare che, in approssimazione parassiale, il risultato 
potrebbe essere ottenuto con una lente biconvessa, mettendo il LED IR nel 
fuoco della lente, corretto? Ora, pero', quell'approssimazione non sara' 
molto valida: il LED lo posso anche scegliere con angolo di emissione 
stretto (< 5 gradi) ma comunque coprira' una larga porzione della lente, e 
la sorgente e' tutt'altro che puntiforme. La lente biconvessa sara' comunque 
una buona approssimazione, dara' un risultato decente? O qualche altro tipo 
di lente e' piu' indicato? E ancora, l'ingrandimento della lente e' un 
parametro che ha qualche influenza sul risultato che voglio ottenere?
Grazie,
Pleg 

 influenza sul risultato che voglio ottenere?
Il concetto di "ingrandimento" per una lente e' privo di senso.
Suppongo che tu pensassi alla focale, e per questo vedi sopra.
Scusa se ti sembra che la faccio difficile, e certamente all'atto
pratico molte delle cose che chiedo non avranno importanza.
Ma come hai posto tu la domanda sta all'altro estremo: e'
assolutamente tropppo vaga.
 
-- 
Elio Fabri

 Pleg
Per problemi di questo tipo un buon punto di partenza per fare dei
calcoli è il
principio di conservazione dell'etendue:
a*omega = A*Omega
con :
a area emittente
omega angolo solido sotteso dalla pupilla di entrata, visto dalla
sorgente
A area illuminata
Omega angolo solido sotteso dalla pupilla di uscita, visto dall'area
illuminata.
Considera che per un sistema semplice come il tuo la pupilla di
entrata e di uscita coincidono. Considera inoltre che nel tuo sistema
la "capocchia" del led
è già di per se un sistema ottico che va  a definire una pupilla di
entrata sulla lente che vuoi applicare.
Come prima approssimazione direi che potresti considerare omega
l'angolo
solido individuato dal cono di uscita (se hai il datasheet considera
il parametro
Full Width Half Maximum e ricavati l'angolo solido dalla distanza led-
lente), e come area della sorgente la sezione del led (che è la
dimensione apparente della sorgente vista dalla lente che vuoi
applicare).
Se alla distanza led-lente il diametro del cono luminoso è superiore a
quello della lente, considera questo diametro per ricavarti l'angolo
solido a.
A questo punto non ti resta che decidere a che distanza vuoi
minimizzare la dimensione dell'area illuminata e otterrai Omega, e
quindi A con la regola dell'etendue.
L'unico punto delicato è capire se la tua pupilla di entrata e di
uscita sono definite dal cono luminoso o dal diametro della lente, e
questo dipende dalla distanza led-lente.
claro?

 piano-convessa, col LED dal lato piano: riduce l'aberrazione sferica.
Ecco, questa era la cosa che volevo sapere :-) perche' qualcuno mi aveva 
consigliato una lente piano-convessa ma non sapeva dirmi perche' :-)
Gia' che ci sono: non mi dispiacerebbe "vedere" simulati i raggi attraverso 
la lente per farmene un'idea... qualcuno conosce un qualche software di 
raytracing (molto semplice, visto il sistema in gioco) free/open per farlo?
Grazie,
Pleg

> claro?
Non tantissimo (mai fatto conti del genere :-) ma nel weekend ci studiero' 
sopra, sembra interessante.
Grazie,
Pleg 


Per le distanze usa pure la formula dei punti coniugati.
Va bene anche una lente di plastica, visto che anche il led è di
plastica
(resina epossidica).
bye