Дублет (линза) - Doublet (lens)

Для использования в других целях см. Дублет (значения).
An ахроматический дублет
Маленькая латунная линза камеры расположена под углом на плоском белом фоне. Видна передняя линза, обращенная вверх и влево. Вокруг передней линзы виден текст: «[…] Jena Nr 289072 Tessar 1: 4, 5 […]».
Старый Карл Цейсс Тессар объектив с четырьмя элементами, составляющими два дуплета. Передний дублет с воздушным зазором и расходящийся; задний дублет приклеен и сходится. Это расположение лучше исправляло сферический и хроматические аберрации и астигматизм чем предыдущие конструкции линз.

В оптика, а дублет это тип линза состоит из двух простые линзы в паре. Такая компоновка позволяет использовать больше оптических поверхностей, толщин и составов, тем более что пространство между линзами можно рассматривать как «элемент». С дополнительным степени свободы, у оптических дизайнеров есть больше свободы, чтобы исправить больше оптические аберрации более основательно.

Типы

Дублеты могут быть разных форм, хотя большинство коммерческих дублетов ахроматы, которые оптимизированы для уменьшения Хроматическая аберрация а также уменьшая сферическая аберрация и другие оптические аберрации. Линзы сделаны из очков с разным показатели преломления и разное количество разброс. Часто один элемент изготавливается из корона стекло а другой из бесцветное стекло. Эта комбинация дает лучшее изображение, чем простой объектив. Немного Трилобиты, которые в настоящее время вымерли, имели естественные двойные линзы в глазах.[1] Апохроматы также могут быть выполнены в виде дуплетов.

Дублеты могут быть с воздушным интервалом, цементированием или "смазкой". Промасленные дублеты удерживают оптическую жидкость на месте с помощью поверхностное натяжение один. Элементы могут быть зацементированы маслом или мягким цементом в том случае, когда разное тепловое расширение коронного и кремневого стекла вызывает деформацию или разрушение твердых или затвердевших цементов. Для элементов большего размера идеально разделить линзы с помощью разделителя.[2] В твердо скрепленном дублете линзы удерживаются вместе с помощью клей с механической прочностью, например, оптически прозрачной эпоксидная смола. Канадский бальзам традиционно использовался для этой цели. Некоторые дуплеты не используют клей между линзами, полагаясь на внешнее крепление, чтобы удерживать их вместе, либо потому, что оптическая конструкция требует зазора, либо потому, что тепловое расширение различия между двумя линзами не позволяют цементировать.[3] Такие дуплеты называются «несцементированными», «воздушными» или «разорванными контактами».[4] Подтипом дуплета с воздушным промежутком является диалит, конструкция, в которой элементы широко разнесены, чтобы сэкономить на количестве используемого стекла, или где элементы не могут быть скреплены из-за сильно различающейся кривизны.[5]

Характеристики

Линзы могут быть скреплены вместе по одной или нескольким причинам:[2]

  1. Для устранения потерь на отражение двух поверхностей раздела воздух-стекло.
  2. Для предотвращения полного отражения на границе раздела воздух-пленка из-за критического угла луча.
  3. Эффективное объединение двух более сильных линз в 1 более слабую линзу для облегчения механических ограничений при установке.

У склеивания элементов вместе есть несколько преимуществ и недостатков.

Преимущества

  1. Цементирующие элементы могут просто выполнять операции трассировки лучей, поскольку цемент почти всегда можно игнорировать, а трассировщик обрабатывает луч так, как будто он преломляется непосредственно от одного элемента к другому.
  2. Цементированные группы могут помочь уменьшить физическую длину оптической системы.
  3. Обеспечивает превосходный контроль для минимизации сферохроматизма и других аберраций, позволяя создавать более совершенные оптические системы с использованием меньшего количества элементов.

Недостатки

  1. Цементирование элементов требует высокой точности для обеспечения правильного центрирования цементируемых компонентов. Эта сложность значительно возрастает в группах из более чем двух элементов.
  2. Прецизионное цементирование требует больших производственных затрат. Часто бывает дешевле нанести AR-покрытие на два элемента с воздушным промежутком.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Кларксон, Э. Н. К .; Леви-Сетти, Р. Л. (1975), "Глаза трилобита и оптика Декарта и Гюйгенса", Природа, 254 (5502): 663–7, Bibcode:1975Натура.254..663С, Дои:10.1038 / 254663a0, PMID  1091864
  2. ^ а б Кингслейк, Р. (2010). Основы дизайна линз (Р. Б. Джонсон, ред .; 2-е изд.). п. 5 SPIE PRESS. DOI: 10.1016 / B978-0-12-374301-5.00005-X
  3. ^ Фред А. Карсон, Основы оптики и оптических приборов, стр. 4-32
  4. ^ Руководство по проектированию приборов - Ассоциация производителей научных приборов Великобритании, Британская ассоциация научных исследований приборов, стр. 184
  5. ^ Фред А. Карсон, Основная оптика и оптические приборы, стр. AJ-4