Randstrahlenprinzip

Jede glatte optische Oberfläche verteilt Licht gleichmäßig um. Das besdeutet, dass benachbarte Strahlen der Quelle im Ziel ebenfalls benachbart ankommen. Mathematiker nennen diese Art der Umverteilung eine topologische Abbildung. Um zu garantieren, dass alle Strahlen der Quelle auf einen bestimmten Bereich der Zielfläche umgelenkt werden, genügt es daher, dass Strahlen, die vom Rand der Quelle ausgehen auch am Rand des Zielbereichs landen. Diese Folgerung ist die direkte Übertragung eines allgemeinen mathematischen Lehrsatzes der Topologie auf optische Problemstellungen. Da Strahlen, die den Rand eines Objekts schneiden als Randstrahlen bezeichnet werden, wird dieses wirkungsvolle Instrument zum Design nicht-abbildender optischer Elemente als "Randstrahlentheorem" oder "Randstrahlenprinzip" bezeichnet.

Das Randstrahlentheorem ist ein Schlüssel zum Maßschneidern: Wollen wir das gewünschte optische Verhalten einer Fläche in eine mathematische Gleichung übertragen, so genügt es, die Randstrahlen zu betrachten - alle anderen Strahlen werden dann automatisch richtig umgelenkt.

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