光学设计：经典镜头种类汇总（4）-------双（分离和胶合）透镜（The doublet lens）

在之前的内容中，我们已经探讨了一些基础概念。本期将继续深入探讨双（分离和胶合）透镜，也称为The doublet lens。

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关于双（分离和胶合）透镜，我们重点要说的是消色差的双胶合透镜。

虽然牛顿曾声称折射型透镜无法消除色差，从而诞生了反射式望远镜，但现如今，双胶合透镜在消色差方面的应用已经相当成熟。

首先，我们来看看为什么会从单透镜发展到双透镜。

有几个主要原因导致了这种转变：

1. 当我们需要的单透镜材料难以实现或根本不存在时，双透镜组合成为了一个可行的替代方案。

2. 有时候，单透镜的出射光线折射角会过大，甚至出现全反射，这时双透镜就能派上用场，它可以有效地减小折射角，分担折射压力。

随着双胶合透镜技术的发展，其应用范围也在不断拓展，特别是在长焦系统的纵向色差消除方面，比如望远镜、长焦远射镜头的前组、变焦镜头等。此外，在激光应用中，双胶合透镜还能帮助修正因波长变化导致的焦距偏差。

接下来，我们探讨一下如何计算消色差双胶合透镜，这里介绍一种常用的方法——harting方法。

在这个方法中，有几个关键的假设和步骤：

为了达到消色差的效果，我们需要满足以下条件：

其中，ψ2是一个重要的二次函数，它帮助我们在设计和优化过程中找到最佳的透镜组合。

当然，双胶合透镜并不仅仅用于消色差。比如，在Tessar镜头中，双胶合透镜的主要作用就是矫正与视场相关的色差，如像散和场曲等。

最后，我们来看看双胶合透镜在一些实际应用中的表现。

在后置Tessar镜头中，双胶合透镜的作用已在前文提及，这里不再赘述。而在前置望远物镜中，由于视场角非常小，场曲和畸变都几乎可以忽略不计。这使得双胶合透镜能够近乎完美地矫正色差和球差，从而提供极佳的成像效果。

以下是一些具体镜头型号及其性能的展示：