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2023-03-14 00:00

　　當(dāng)光學(xué)設(shè)計(jì)師談?wù)摴鈱W(xué)透鏡時(shí)，他們指的是單個(gè)透鏡元件或一組透鏡元件(圖1)。單片的例子有平凸(PCX) 透鏡、雙凸(DCX) 透鏡、非球面透鏡等;元件組件的例子有遠(yuǎn)心成像鏡頭、無限遠(yuǎn)校正物鏡、光束擴(kuò)展器等。每個(gè)組合都由一系列透鏡元件組成，每個(gè)元件都有特定的透鏡幾何形狀，以自己的方式控制光線。

　　斯奈爾折射定律

　　在深入研究每種類型的透鏡幾何形狀之前，請考慮光學(xué)透鏡如何利用折射特性彎曲光線。折射是光進(jìn)入或離開介質(zhì)時(shí)偏離一定量的方式。該偏差是介質(zhì)折射率和光相對于表面法線所成角度的函數(shù)。此屬性受斯涅爾折射定律(方程 1)控制，其中 n1 是入射介質(zhì)的折射率，θ1 是入射光線的角度，n2 是折射介質(zhì)的指數(shù)，θ2 是折射光線的角度。

　　光學(xué)透鏡術(shù)語

　　所有光學(xué)透鏡都遵循斯涅爾折射定律。因此，光學(xué)透鏡幾何形狀(即表面輪廓)決定了光在通過光學(xué)元件傳播時(shí)的行為方式。

　　光學(xué)鏡片幾何形狀

　　很容易理解每種類型的單透鏡元件的技術(shù)數(shù)據(jù)。表2顯示了10種最常用的光學(xué)鏡頭及其典型應(yīng)用。隨著光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，額外的單透鏡幾何形狀(例如可調(diào)焦透鏡)和組件(例如遠(yuǎn)心透鏡)正成為光學(xué)設(shè)計(jì)的寶貴工具。

　　常見的光學(xué)透鏡幾何形狀

　　光學(xué)透鏡有多種形狀和尺寸——從平凸 (PCX) 到非球面。在選擇光學(xué)器件時(shí)，了解每種透鏡類型的優(yōu)缺點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)槊糠N透鏡都有自己的用途。了解光學(xué)透鏡幾何形狀有助于從新手到專家的任何人在任何光學(xué)設(shè)計(jì)中選擇光學(xué)透鏡。

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