如何選擇光學(xué)玻璃?(2)
本文使用SCHOTT玻璃圖,并探討了六個處在不同分區(qū)的玻璃。本文的目標(biāo)是使玻璃選擇簡單易解。
若方程(1)中的阿貝數(shù)是2,那么從紅光到藍光的焦距變化量是黃光焦距的一半。圖 2可以看出這個效應(yīng),其中單正透鏡的阿貝數(shù)指定為 2。 對于兩個貼合在一起的透鏡,會發(fā)現(xiàn)總的光焦度等于兩個光焦度的求和。因此使用兩種不同阿貝數(shù)的材料,可以設(shè)計一個使紅光和藍光焦距相等的鏡頭[3]。 其中, (2) 要使紅光和藍光聚焦在同一位置,方程(2)告訴我們應(yīng)該如何選擇雙膠合中的正透鏡焦距和負透鏡焦距。 消色差雙膠合的探討 對于一個消色差雙膠合,其紅光和藍光的焦距相等,即初級色差為零。其中正透鏡的玻璃為冕牌玻璃,負透鏡的玻璃為火石玻璃。 如圖3所示,是使紅光和藍光的焦距相等情況下的冕牌元件和火石元件的焦距。其中阿貝數(shù)值差的范圍在 10-50。當(dāng)兩種材料的阿貝數(shù)值差從 10 增加到 50,正冕牌元件的焦距從18.18mm 增加至 66.67mm,負火石元件的焦距從-22.22降到-133.33mm。因此,增大阿貝數(shù)值差會降低兩個元件的光焦度。雙膠合的兩個元件的光焦度組合對于主波長的光焦度是恒量。在這個例子中,消色差鏡頭的焦距是 100mm。若兩種材料的阿貝數(shù)值差更大,那么組成消色差的兩個元件的光焦度還會更小。 那么如何把它用在實際的設(shè)計中,我們的準(zhǔn)則是使用阿貝數(shù)值差至少在 20 左右的冕牌和火石元件。若阿貝數(shù)值差太小,如上面的例子,單個正元件或負元件的光焦度就會很大。這會導(dǎo)致很大的入射角度,即會產(chǎn)生高級球差以及較緊的制造公差。增大阿貝數(shù)值差,使其大于 20就會大大緩解這種狀態(tài)。 |
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