
【化】 thick lens
deep; favour; large; stress; thick
【医】 pachy-
glass; lens
【化】 lens
【医】 lens; phaco-; phako-
厚透镜(Thick Lens)是光学系统中一类重要的光学元件,其定义和特性如下:
物理定义
厚透镜指中心厚度(d)与透镜焦距或表面曲率半径相比不可忽略的透镜。其光学行为需同时考虑两个折射面的影响以及光线在透镜内部的传播路径。
关键参数
$$ frac{1}{f} = (n-1) left[ frac{1}{R_1} - frac{1}{R_2} + frac{(n-1)d}{n R_1 R_2} right] $$ 其中 ( f ) 为焦距,( n ) 为透镜材料折射率,( R_1, R_2 ) 为两表面曲率半径,( d ) 为中心厚度。
特性 | 薄透镜 | 厚透镜 |
---|---|---|
厚度影响 | 忽略厚度(d≈0) | 厚度不可忽略 |
主平面位置 | 重合于透镜中心 | 分离且可能位于透镜外部 |
成像计算 | 直接使用单一焦距公式 | 需引入主平面和节点系统 |
Smith, W. J. Modern Optical Engineering (McGraw-Hill) 详细推导厚透镜矩阵光学模型。
ISO 10110-5 标准规定了厚透镜的图纸标注规范(国际标准化组织)。
Hecht, E. Optics (Pearson) 第6章解析厚透镜成像的波动光学原理。
术语对照
厚透镜是光学系统中一类具有显著厚度的透镜,其厚度与焦距相比不可忽略,因此在计算时需要特别考虑其结构特性。以下是详细解释:
厚透镜与薄透镜的核心区别在于厚度是否可忽略。薄透镜假设厚度趋近于零,计算时物距、像距等参数直接从透镜中心算起;而厚透镜因厚度明显,需引入主点、节点等基点作为测量基准。
厚透镜的总焦度不仅取决于两折射面的镜度((D_1 + D_2)),还需叠加厚度带来的附加镜度。例如,若两折射面镜度分别为+6.00D和-8.00D,薄透镜总镜度为-2.00D,而厚透镜需额外考虑厚度的影响。
厚透镜常见于精密光学仪器(如测量制图用摄影机),因其需通过节点计算物距、像距以保证成像精度(注:此应用参考来源权威性较低,建议进一步核实)。
厚透镜通过引入基点简化复杂计算,其光学特性与薄透镜有本质差异。实际应用中需结合具体参数和基点位置进行分析。
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