[科普中国]-消色差透镜

色差

色差是源于不同波长的光线在玻璃里的色散和折射系数的差异，从而导致不同波长的光线有不同的焦点。利用不同材料的搭配，如冕牌和火石玻璃在会聚透镜和发散透镜中的搭配，每种玻璃的色散可以被另一种玻璃所补偿，从而使得综合色差降至最低。1

消色差原理消色差透镜由两种光学性质不同的玻璃制成的凸、凹透镜粘合而成。常用折射率较小而色散本领较大的冕玻璃制成凸透镜，用折射率较大而色散本领较小的火石玻璃制成凹透镜。消色差透镜一般只能把被认为是主要的两种色光的像点重合在一起(见图)，从而消除这两种色光的色差。例如，对于助视光学仪器，考虑到是用眼睛直接观察，可消除C线(波长656.3纳米的红光)和F线(波长486.1纳米的蓝光)的色差;对于照相镜头，从光化学方面考虑，可消除D线(波长589.3纳米的黄光)和G线(波长430.8纳米的紫光)的色差。虽对其它色光仍有剩余色差，但对一般应用来说影响不大，可认为基本上消除了色差。

两片式消色差透镜两片式消色差透镜是消色差透镜中结构最简单的一种，它分两种类型：双胶合与双分离型。当然，消色差透镜也可以由多片式透镜组成，其取决于它的使用需要。孔径比较大的消色差透镜通常都是分离型，装配在镜框里，综合性能十分优异。对于双分离透镜而言，两片透镜中的间隙实际上就相当于第三块透镜，较胶合镜而言，可以更好地消除色差。因此，它就可以在相当广的波段范围内平衡象差，在宽带成像领域里发挥作用。1

发展历史C.M.霍尔于1729年首先设计并制做成功，但他当时并未发表这一发明。1758年，伦敦光学仪器商J.多朗德又独立地制成了消色差透镜，并用于望远镜。1761年J.多朗德的儿子P.多朗德又把消色差透镜成功地用于显微镜。

应用消色差透镜不但可消色差，而且通过适当改变各面的曲率半径还可消球差。如果构成双合透镜的两种玻璃可以任意选择，则它同时还能消彗差。

也有对三种或四种色光矫正色差的，这时的剩余色差更小，但由于设计和制造上的困难，这样的消色差透镜只应用于某些特殊场合。消色差透镜的应用很广，一个多透镜的光学系统常由多个消色差透镜组成。优质的显微物镜、照相镜头等都是既消色差又消其它各种单色像差的复杂的透镜组合系统。2

目前简易的方盒照相机、儿童照相机多装有消色差透镜。