先说明一下chromatic focal shift图型,
纵轴代表波长,
从波长486.1的蓝光到波长656.3nm的红光,
横轴则是焦点位置,
采取的是相对数值,
以波长546.1nm的绿光为0.
对折射镜而言,
最严重的像差是色差,
也就是波长不同的光线无法聚焦于同一点.
消色镜的原理利用两片不同材质的透镜互补,
将蓝光与红光的焦点汇聚同一点,
而此焦点与绿光焦点的差距称做二阶色差(secondary color).
现在回到chromatic focal shift图,
根据上述消色镜原理其曲线应该是C型的曲线,
而C型曲线的弯曲的程度正好就是二阶色差,
原则上二阶色差小代表焦点误差越小,
C型曲线的弯曲度也就越平缓.
上面三张图是口径100mm焦比8的消色镜,
相异之处在使用不同光学玻璃组成,
分别是(1)普通冕牌玻璃与火石玻璃(2)ED与火石玻璃(2)ED与普通冕牌玻璃,
其中的ED是OHARA生产的S-FPL53(人造莹石),
选取S-FPL53的原因是为了说明消色的原理在于光学玻璃的"搭配",
单单靠特殊光学玻璃如ED或莹石是无法达到完全消色的目的,
也就是ED并不能保证光学系统的消色,
光学系统的消色也不一定要有ED,
但是ED的特殊光学性质能降低光学设计上的困难度.
第一张图是普通冕牌玻璃与火石玻璃的消色镜,
图形是一个弯曲度很大的C型,
两端分别是红蓝光且焦点位置相同,
二阶色差大约是427um.
第二张图是ED与火石玻璃构成的消色镜,
图形的弯曲度相较之下平缓许多,
二阶色差只有前者的五分之一约92um.
第三张图是ED与普通冕牌玻璃构成的消色镜,
图形的弯曲度更加平缓,
注意此时图形是倒C形,
代表红蓝光的焦点在绿光前面,
二阶色差只有26um.
从上面的例子可以看出,
相较于一般光学玻璃,
低色散玻璃的确对消色有助益,
但是如果无法找到相"匹配"的光学玻璃,
仍旧不能将三个波长光线聚集于同一焦点,
也就是APO的标准. |
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