光學球面透鏡的種類和其優(yōu)勢有哪些？

透鏡是用透明物質(zhì)制成的表面為球面一部分的光學元件，有塑膠透鏡和玻璃透鏡兩種，玻璃透鏡比塑膠貴。光學透鏡采用的則是玻璃透鏡，以NBK7玻璃等光學材質(zhì)制成不同形狀的基底并且在基底表面鍍上一層薄膜以達到需求光譜特性。選用光學玻璃則是因為其具有透明度高、純潔、無色、質(zhì)地均勻，且有良好的折光能力，故為鏡頭生產(chǎn)的主要原料。在天文、軍事、交通、醫(yī)學、藝術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
 

平凸透鏡

凸透鏡對光線起到會聚作用，因此凸透鏡也叫會聚透鏡；平凸透鏡一面凸面一面平面，具有正焦距，通常用于縮小光束、減小焦距或放大圖像等相關(guān)應用。為減少球差，平凸透鏡用于準直光束聚焦時，光束應入射到透鏡曲面上；用于點光源準直時，光束入射在平面上。（平凸透鏡光路圖如下圖所示）

雙凸透鏡

雙凸透鏡由兩個半徑相等的凸面組成，可將光線聚焦成一個點，焦距為正。由于兩側(cè)形狀對稱，成為1:1成像應用中的較為合適的單元件。常用于成像中繼系統(tǒng)以及在有限共軛距離下的物體成像或者光束的聚焦、準直、擴束等。雙凸透鏡的特點為，共軛比越大，產(chǎn)生的像差就越大。雙凸透鏡適用于物和像分別在透鏡兩側(cè)，且像距和物距之比（共軛比）在0.2到5之間的情況。

平凹透鏡

凹透鏡對光線起到發(fā)散作用，因此凹透鏡也叫發(fā)散透鏡。平凹透鏡將一束平行光轉(zhuǎn)化成發(fā)散的光線，發(fā)散的光線反向聚焦于平凹透鏡的虛焦點處，焦距為負，其中一面為平面，另一面為凹面。平凹透鏡可從虛焦點處發(fā)散一束準直光束，通常用在伽利略型擴束器中。使用時，凹面面向入射光方向，將平面的那一面朝向要處理的焦平面。平凹透鏡具有負焦距和負的球差，可以用來抵消系統(tǒng)中其他透鏡的像差

雙凹透鏡

雙凹透鏡能將平行入射的光束向外發(fā)散出去，焦距為負，由兩個曲率相等的凹面組成，常用于光束的擴束、準直、投影及擴大光學系統(tǒng)焦距。雙凹透鏡具有負焦距，適合發(fā)散會聚的光束，又稱發(fā)散透鏡或者負球面透鏡。雙凹透鏡可以將準直光束發(fā)散到一個虛焦點上，通常用在伽利略型擴束器中。

N-BK7是最常見的透鏡材料，多用于可見光和近紅外應用領(lǐng)域。