在光學(xué)系統(tǒng)中,，非球面透鏡被廣泛應(yīng)用于消除球面像差、彗差,、像散,、畸變等。與球面透鏡相比,，非球面透鏡能夠獲得更高的光學(xué)質(zhì)量和成像性能,。因此，在一些對成像要求較高的應(yīng)用中,，如光學(xué)儀器,、攝影鏡頭、望遠(yuǎn)鏡等領(lǐng)域,，非球面透鏡得到了廣泛的應(yīng)用,。
非球面透鏡，折射面為非球面的曲面的透鏡,。一般可分成簡單曲面(如拋物面)和復(fù)合曲面兩類,。經(jīng)過復(fù)雜計算的非球面透鏡,可用于透鏡組球面像差的校正。由于非球面表面經(jīng)適當(dāng)?shù)膹?fù)合,可使透鏡中央為正,邊緣為負(fù),因而可以同時具有多種校正功能,并在理論上可使球面像差減少至0,。
球面透鏡是指從透鏡的中心到邊緣具有恒定的曲率,，而非球面透鏡則是從中心心到邊緣之曲率連續(xù)發(fā)生變化。在攝影鏡頭中,，為了保證光學(xué)性能,，必須校正眾多的“像差”。若僅僅用球面透鏡來校正,，則對應(yīng)鏡頭的技術(shù)要求需要有許多透鏡組合,。
一般來說,，傳統(tǒng)的球面透鏡由于其球面的對稱性，當(dāng)使用不同的波長光線照射時,，透鏡會有不同的折射率,，而引起色差。非球面透鏡則可以通過設(shè)計不對稱的曲率半徑來實現(xiàn)色差校正,，使不同波長的光線在透鏡內(nèi)有相同的折射率,，從而減少了色差。
矯正像場變形或扭曲,。透鏡在成像時會使得圖像邊緣的物體變形或扭曲,，影響成像的清晰度。非球面透鏡可以通過設(shè)計不對稱的曲率半徑,，使不同位置的光線在透鏡內(nèi)具有相同的折射率,，能更好地矯正像場變形或扭曲。
相比簡單透鏡,，非球面鏡的復(fù)雜表面可以減少或者消除球差或者其他像差,。單一非球面鏡可以替代很多的復(fù)雜球面鏡系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)設(shè)計會更小,，更輕,，甚至有時候會更便宜。非球面鏡元件被用來設(shè)計多光學(xué)元件的廣角鏡或者標(biāo)淮鏡頭,，以此來減少像差,。小的模貯非球面鏡通常可以用來淮直激光二極管,。
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