lente

Una lente es una pieza de material ópticamente transparente, generalmente vidrio o plástico, con una forma tal que sus superficies desvían (refractan) los rayos de luz de manera controlada. Las dos superficies suelen ser esféricas, aunque pueden ser planas, cilíndricas o asféricas. Al cambiar la trayectoria de la luz, una lente converge los rayos hacia un punto focal o los dispersa, lo que la hace fundamental para cámaras, telescopios, microscopios, proyectores y gafas.

Los tipos de lentes más comunes son las convexas (más gruesas en el centro) y las cóncavas (más delgadas en el centro). Una lente convexa converge la luz y produce una imagen real e invertida cuando un objeto se encuentra más allá de su distancia focal; actúa como una lupa cuando el objeto está más cerca. Una lente cóncava diverge la luz y siempre produce una imagen virtual, derecha y disminuida. La mayoría de los sistemas ópticos utilizan múltiples lentes combinadas para corregir aberraciones y lograr la magnificación, la distancia focal o el campo de visión deseados.

Materiales y recubrimientos

El vidrio crown, con un índice de refracción de alrededor de 1.52, sigue siendo el estándar para lentes de uso general. El vidrio flint, con índices de 1.6 a 1.75, proporciona una mayor dispersión y se utiliza en aplicaciones de precisión para reducir la aberración cromática. Las lentes de plástico (policarbonato, acrílico) son más ligeras y resistentes a los impactos, pero sufren más arañazos y distorsión térmica. Los recubrimientos antirreflectantes, típicamente películas de interferencia de una o varias capas, reducen los reflejos de la superficie de aproximadamente un 4 por ciento por interfaz aire-vidrio a menos del 1 por ciento, lo cual es crítico en sistemas de alto rendimiento.

Los defectos ópticos limitan cada lente. La aberración esférica ocurre porque las superficies esféricas no enfocan todos los rayos en el mismo punto; los perfiles parabólicos o asféricos reducen esto, pero son costosos de fabricar. La aberración cromática divide la luz blanca en colores espectrales porque el índice de refracción varía con la longitud de onda; se corrige emparejando lentes de diferentes vidrios. La distorsión curva las líneas rectas; el viñeteado oscurece los bordes de la imagen. El polvo, los arañazos y la birrefringencia por tensión interna degradan la calidad de la imagen.

El término lente deriva del latín para lenteja, cuya semilla se asemeja a la forma biconvexa de una lente óptica. El diseño óptico se basa en la ecuación del fabricante de lentes, que relaciona la distancia focal con los índices de refracción y los radios de curvatura. En la práctica, el rendimiento de la lente se especifica por la distancia focal (distancia desde la lente donde convergen los rayos paralelos), el número f (la relación entre la distancia focal y el diámetro de la apertura) y la apertura numérica (que define el poder de captación de luz y el límite de resolución en microscopía).