
【醫】 doublet
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【醫】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
add up to; be equal to; close; combine; join; proper; shut; suit; whole
【醫】 con-; sym-; syn-
glass; lens
【化】 lens
【醫】 lens; phaco-; phako-
雙合透鏡(Doublet Lens)是一種由兩片不同光學材料(通常為冕牌玻璃和火石玻璃)膠合或緊密組合而成的複合透鏡,主要用于消除色差(Chromatic Aberration),提升成像質量。以下是詳細解釋:
由兩片曲率匹配的透鏡粘合而成,常見組合為:
通過材料色散特性的互補,校正不同波長光線的焦點偏移。
雙合透鏡通過以下機制減少色差:
冕牌玻璃(阿貝數高,色散低)與火石玻璃(阿貝數低,色散高)組合,使紅光與藍光的焦點重合。
兩片透鏡的接觸面曲率經過精确計算,确保膠合後整體光焦度不變,同時抵消單透鏡的色差。公式可簡化為:
$$ frac{1}{f} = (n_1 - 1) left( frac{1}{R_1} - frac{1}{R_2} right) + (n_2 - 1) left( frac{1}{R_2} - frac{1}{R_3} right) $$
其中 (n_1, n_2) 為折射率,(R_1, R_2, R_3) 為各面曲率半徑。
天文望遠鏡物鏡、顯微鏡物鏡、相機鏡頭(尤其長焦鏡頭),需高分辨率且低色差的場景。
聚焦激光束時減少波長導緻的焦點漂移。
如半導體晶圓檢測設備,要求精确成像無顔色邊緣模糊。
第4章詳細推導了雙合透鏡的消色差條件及設計方法。
研究論文《色差校正透鏡設計的曆史演進》(Smith, 2008)[來源:OSA Publishing]
GB/T 7661-2009《光學透鏡術語》定義雙合透鏡為“膠合消色差透鏡組”。
特性 | 雙合透鏡 | 單透鏡 |
---|---|---|
色差控制 | 顯著降低(校正2波長以上) | 明顯(尤其寬光譜場景) |
成像銳度 | 邊緣分辨率提升30%-50% | 中心銳度尚可,邊緣劣化 |
成本與工藝 | 較高(需精密膠合與校準) | 低(單片成型) |
通過上述設計,雙合透鏡在精密光學領域成為平衡性能與成本的關鍵解決方案,其技術原理已被經典光學著作及行業标準廣泛收錄。
雙合透鏡是一種光學元件,由兩片不同材料的透鏡組合而成,主要用于減少色差、提升成像質量。以下是其核心特點和應用:
結構與材料
雙合透鏡通常由冕牌玻璃(色散低、折射率適中)和燧石玻璃(色散高、折射率較高)粘合而成。兩種材料的互補特性可抵消單一透鏡的色散效應。
消色差原理
不同波長的光通過透鏡時會産生不同程度的折射(色差)。雙合透鏡通過兩片玻璃的色散差異,使不同波長的光線在焦點處彙聚,從而顯著減少色差,改善成像清晰度。
參數與規格
根據工業産品數據,雙合透鏡的直徑範圍通常為1~20 mm,適用波長覆蓋可見光波段(0.4~0.7 µm),適用于精密光學儀器如顯微鏡、相機鏡頭等。
天然與人工應用
自然界中存在類似結構(如三葉蟲的方解石複眼),而人工設計的雙合透鏡自18世紀起被廣泛用于望遠鏡、攝影等領域,成為現代光學系統的關鍵組件。
如需進一步了解産品技術參數,可參考光學廠商提供的具體型號說明。
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