为了看清楚微小的物体或者物体的细节,就需要把物体移近眼睛的位置,这样就可以增大视角,使在视网膜上形成了一个较大的实像。但是当物体离眼的距离太近的时候,反而无法看清楚。
换句话说话,要明察秋毫,不但是应当使物体对眼有足够大的张角,而且还应当取合适的距离。显然对眼睛来说,然而这两个要求是相互制约的,如果在眼睛前面配置了一个凸透镜便能解决这一问题。凸透镜则是一个最简单的放大镜,是用来帮助眼睛观察微小物体或者细节的简单的光学仪器。
现以凸透镜为例,来计算它的放大本领。把物光学透镜体PQ置于透镜L的物方焦点以及透镜之间并使它靠近焦点,如图2-20(a)所示,于是物体经过透镜成一放大的虚像P′Q′。
如果凸透镜的像方焦距是10cm,则应当由该透镜做成的放大镜的放大本领为2.5倍,写成2.5×。如果仅从放大本领来考虑,焦距应该取得短一些,而且似乎这样可以得到任意大的放大本领。但由于像差的存在,一般采用的放大本领约为3×。如果采用复式放大镜(如目镜),则可以减少像差,并使放大本领,达到20×。
显然对眼睛来说,这两个要求总是相互制约的,若在眼睛前面配置光学镜片一个凸透镜,这一问题便能迎刃而解。凸透镜是一个最简单的放大镜镜片,是一种能够帮助眼睛观察微小物体或细节的简单的光学仪器。
一枚没有色差的放大镜镜片,能够很清晰地观测图片和宝石的鉴定,一般都配有手柄,带有包装盒,方便携带。专业人士也可用于珠宝认证检测、基板表面的品质、颜色的校正等检査。
玻璃透镜压型用的模具材料,一般都是硬脆材料,要想把这些模具材料精密加工成模具,必需使用高刚性的、分辨率能达到0.01μm以下的高分辨率超精密计算机数字控制加工机床,用金刚石磨轮进行磨削加聚焦镜工。磨削加工可获得所期盼的形状精度,但然后还需再稍加抛光精加工成光学镜面才行。
在进行高精度的非球面加工中,非球面面形的测试与评价技术是非常重要的。对微型透镜压型用模的加工,要求更加严格,必需进一步提高精度和减轻磨削的痕迹。
玻璃模压成型技术的应用:
目前,光学玻璃透镜模压成型技术,已经用来批量生产精密的球面和非球面透镜。平时,除了一般生产制造直径为15mm左右的透镜外,还能生产制造直径为50mm的大口径透镜、微型透镜阵列等。现已能制造每个透镜的直径为100μm的非球面镜微型透镜阵列。
①、制造军用和民用光学仪器中使用的球面和非球面光学零件,如各透镜、棱镜、以及滤光片等;
②、制造光通信用的光纤耦合器用非球面透镜;
③、制造光盘用的聚光非球面透镜。使用一块模压成型法制造的非球面透镜,可代替光盘读出器光学镜头内使用的三块球面透镜。
由于模压成型非球面透镜的精度很高,不仅能够控制和校正大数值孔径的轴向像差,而且还使原来的光学镜头的重量减轻、成本降低30~50%。
④、制造照相机取景器非球面透镜、电影放映机和照相机镜头的非球面透镜等。