光学小知识 | 光学元件中的透镜有哪些种类？（上）

光学元件是现代科技领域中的重要组成部分，其在光的发射、传输、反射、折射、衍射和吸收等过程中发挥着关键作用。

透镜（Lenses）：

因为折射才有透镜，透镜会聚或发散的程度使用屈光度表示。球面透镜提供旋转对称的屈光，柱面透镜只能一维屈光，而非球面元件能以单一元件替代多个球面元件，适用于紧凑空间和高效聚集发散光。

透镜在光路中有会聚光线、发散光线、整形光束、校正像差等作用。

透镜的材质可以是光学玻璃（如K9、BK70等），可以是光学塑料（如PMMA、PC等），也可以是近红外/红外/紫外光谱波段应用的光学晶体（如硒化锌、硫化锌、氟化钙等）。

为了减少光线在透镜表面的反射损失，提高透光率，透镜表面通常镀上增透膜（AR）。根据具体应用场景，增透膜会针对可见光、红外或紫外等不同波段进行设计优化。

同时，杂散光会干扰光学系统成像质量，将透镜侧面涂黑，能有效吸收侧面反射或散射的光线，从而减少杂散光对光学成像或测量等造成的不良影响。

透镜被广泛应用在光学成像、激光、光通讯、生命科学、光学照明等相关领域。

平凸透镜（Plano Convex（PCX）Lenses）

平凸透镜具有正焦距，可用于聚焦准直光，准直点光源，或减小发散光源的发散角。

平凸透镜的特点在于它具有正焦距，一面是平面，另一面是凸面。在使用平凸透镜时，通常将凸面朝向入射光线，可以最小化球差。

双凸透镜（Double Convex （DCX）Lenses）

双凸透镜有两个曲率向外的表面，正焦距。

双凸透镜的两个表面都是球面的，通常具有相同的曲率半径，在物距和像距相等或接近相等的情况下，可以最大限度地减少像差，可用于1:1成像系统。

平凹透镜（Plano Concave （PCV）Lenses）

平凹透镜可以使平行光线发生弯折发散，负焦距。

平凹透镜由于具有负球面像差，可用于平衡系统中其他透镜产生的像差。平凹透镜常用于包括图像缩小、扩束和望远镜等各种应用。

双凹透镜（Double Concave（DCV） Lenses）

双凹透镜由两个向内的，相同的曲面构成，负焦距。

双凹透镜能将平行入射的光束向外发散出去，焦距为负，由两个曲率相等的凹面组成，常用于光束的扩束、准直、投影及扩大光学系统焦距。

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