Войти
An ахроматическая линзаили ахромат- это линза, которая предназначена для ограничения эффектов хроматической и сферической аберрации. Ахроматические линзы корректируются, чтобы сфокусировать две длины волны (обычно красную и синюю) в одной плоскости.
Наиболее распространенным типом ахромата является ахроматический дублет , который состоит из двух отдельных линз, сделанных из очков с разным количеством дисперсия. Обычно один элемент представляет собой отрицательный (вогнутый ) элемент, изготовленный из бесцветного стекла, например F2, который имеет относительно высокую дисперсию, а другой - положительный (выпуклый ) элемент из коронного стекла, такого как ВК7, которое имеет меньшую дисперсию. Элементы линз устанавливаются рядом друг с другом, часто склеиваются вместе и имеют такую форму, что хроматическая аберрация одного уравновешивается хроматической аберрацией другого.
В наиболее распространенном типе (показан) положительная оптическая сила коронной линзы не совсем уравновешивается отрицательной оптической силой кремневой линзы. Вместе они образуют слабую положительную линзу, которая направляет две разные длины волн света в общий фокус. Также делаются отрицательные дублеты, в которых преобладает отрицательно-силовой элемент.
Теоретические соображения о возможности исправления хроматической аберрации обсуждались в 18 веке. столетие после заявления Ньютона о невозможности такой коррекции (см. История телескопа ). Заслуга в изобретении первого ахроматического дублета часто приписывается английскому адвокату и оптику-любителю по имени Честер Мур Холл. Холл пожелал сохранить свою работу над ахроматическими линзами в секрете и поручил производство линз crown и flint двум разным оптикам, Эдварду Скарлетту и Джеймсу Манну. Они, в свою очередь, передали работу одному и тому же человеку, Джорджу Бассу. Он понял, что эти два компонента предназначены для одного и того же клиента, и, соединив две части вместе, отметил ахроматические свойства. Холл использовал ахроматические линзы для создания первого ахроматического телескопа, но его изобретение в то время не получило широкой известности.
В конце 1750-х Басс упомянул линзы Холла Джону Доллонда, который понял их потенциал и смог воспроизвести их дизайн. Доллонд подал заявку и получил патент на эту технологию в 1758 году, что привело к ожесточенным спорам с другими оптиками за право производить и продавать ахроматические дублеты.
Сын Доллонда Питер изобрел апохромат, усовершенствованный ахромат, в 1763 году.
Несколько разных типов ахромата. Они различаются формой входящих в комплект линзовых элементов, а также оптическими свойствами их стекла (в первую очередь, их оптической дисперсией или числом Аббе ).
Далее R обозначает радиус сфер, которые определяют оптически релевантные преломляющие поверхности линз. По соглашению, R 1 обозначает первую поверхность линзы, отсчитываемую от объекта. Двойная линза имеет четыре поверхности с радиусами от R 1 до R 4.
Использует равновыпуклую стеклянную линзу с коронной головкой с R 1 = R 2 , и вторая линза из бесцветного стекла с R 3 = -R 2. Задняя часть линзы из бесцветного стекла плоская. Дублет Литтроу может создавать фантомное изображение между R 2 и R 3 , потому что поверхности линз двух линз имеют одинаковые радиусы.
Первая линза имеет положительную преломляющую способность, вторая - отрицательную. R 1 задано больше, чем R 2 , и R 2 установлено близко, но не равно R 3. R 4 обычно больше, чем R 3. В дублете Фраунгофера R 2 и R 3 расположены близко друг к другу, но не в контакте. Эта конструкция дает больше степеней свободы (еще один свободный радиус, длина воздушного пространства) для коррекции оптических аберраций.
Ранние линзы Кларка следуют конструкции Фраунгофера. После конца 1860-х годов они изменились на дизайн Литтроу, примерно равновыпуклая корона, R 1 = R 2 , и кремний с R 3 ≃ R <104.>2 и R 4 ≫ R 3. Примерно к 1880 году линзы Кларка имели R 3 , установленное немного короче, чем R 2 , чтобы создать несоответствие фокуса между R 2 и R 3 , тем самым избегая двоения, вызванного отражениями в воздушном пространстве.
Использование масла между короной и кремнем устраняет эффект двоения, особенно когда R 2 = R 3. Он также может немного увеличить светопропускание и уменьшить влияние ошибок в R 2 и R 3.
Дублет Штайнхейля, разработанный Карлом Августом фон Штайнхейлем, представляет собой каменный дублет. В отличие от дублета фраунгофера, у него сначала отрицательная линза, а затем положительная линза. Он требует большей кривизны, чем дублет Фраунгофера.
Линзы Dialyte имеют широкое воздушное пространство между двумя элементами. Первоначально они были разработаны в 19 веке, чтобы позволить более мелким элементам из бесцветного стекла по течению, поскольку производство из бесцветного стекла было трудным и дорогим. Они также являются линзами, в которых элементы не могут быть скреплены, поскольку R 2 и R 3 имеют разные абсолютные значения.
Первый - Порядок проектирования ахромата включает выбор общей мощности 
где сила линзы равна 
Поскольку 
Более сложные конструкции ахроматических линз могут улучшить точность цветных изображений за счет точного фокусирования большего количества длин волн. апохроматическая линза объединяет три длины волны в общий фокус и требует дорогостоящих материалов, тогда как суперхроматическая линза фокусирует четыре длины волны и должна быть изготовлена из еще более дорогого фторидного стекла и с жесткими допусками.
