Qu’est-ce qu’une lentille cylindrique ?
Une lentille cylindrique est une lentille de forme cylindrique et dont une partie de la surface latérale du cylindre est découpée.
Lorsque le plan d’incidence de la lentille est divisé en deux composantes, l’axe x et l’axe y, seul un axe présente une courbure qui agit comme une lentille, tandis que l’autre axe n’a pas de courbure et agit simplement comme une fenêtre. Par conséquent, seule une direction de l’image est agrandie/réduite.
Cela permet de modifier le grossissement de l’image dans une seule direction.
Utilisations des lentilles cylindriques
Les lentilles cylindriques sont utilisées pour convertir la lumière laser en une ligne (générateurs de lignes laser), pour focaliser la lumière sur des ouvertures de fente et des capteurs de lignes, et pour collimater des faisceaux elliptiques de lasers à semi-conducteurs ayant des angles de propagation différents dans deux directions orthogonales en une forme circulaire afin d’obtenir des faisceaux parallèles (collimation).
Pour les applications de traitement d’images, ils sont utilisés pour corriger l’astigmatisme et pour agrandir/réduire la hauteur d’une image dans une seule direction d’axe.
Elles sont notamment utilisées dans les imprimantes laser, les photocopieurs, les lecteurs de codes-barres, les projecteurs laser, les appareils d’holographie et les marqueurs laser.
Principe des lentilles cylindriques
L’extension de la longueur totale d’une lentille cylindrique le long d’un axe sans courbure n’affecte pas la puissance optique de la lentille. Les lentilles cylindriques peuvent prendre différentes formes : rectangulaire, carrée, circulaire et elliptique. Les formes plan-convexes sont utilisées pour dévier la lumière, tandis que les formes plan-convexes sont utilisées pour la focaliser.
Par exemple, lorsqu’un faisceau laser étroit est incident sur une lentille cylindrique, le faisceau est émis dans la direction sans courbure (dans la direction de la matrice), qui correspond à l’épaisseur du faisceau laser original, alors que dans la direction avec courbure (perpendiculaire à la matrice), le faisceau est diffusé, ce qui donne un faisceau laser plat.
Lorsqu’on observe la surface laser étalée en forme de feuille à l’aide d’une caméra, les objets qui traversent la feuille transparaissent. La position, la taille et la vitesse de ces objets peuvent être étudiées. Un exemple typique est la vélocimétrie par image de particules (PIV).
De même, lorsqu’une feuille de lumière est projetée sur un mur, une ligne droite est tracée, qui peut être utilisée en combinaison avec un niveau pour projeter une ligne horizontale très précise. C’est ce qu’on appelle un marqueur laser, utilisé sur les chantiers de construction.