建立双胶合透镜的初始结构优化方法

已知单透镜是由两个表面加中间材料构成的，双胶合透镜在设计时增加了一种材料，相当于由两种材料的两个单透镜粘贴在一起，但由于胶合连接部分是一个表面，所以双胶合透镜由3 个面组成。

假设现在光阑面就是位于透镜的前表面处，不需要更改。对于材料的选取，需要了解阿贝数的概念：即表示玻璃色散强弱的一个系数。阿贝数（Abber），用字母V 来表示。通常色散系数计算时多用中间波长d 光作参考，用Vd 表示玻璃色散强弱，公式如下：

式（7-5）表示不同波长的光通过材料后最短波长与最长波长的分离情况。从式中可以看到，色散能力越强的材料Nf— Nc 的值也越大，而这个值作为阿贝数Vd 的分母，使得Vd 值越小。所以由这个公式得到这样一个常用的结论：Vd 越小色散越强，Vd 越大色散越弱。

通常Vd 值以50 为界限，Vd＞50 表示低色散材料，常指冕牌玻璃类型，名称中有K 表示（如BK7）。Vd＜50 表示强色散材料，常指火石玻璃，名称中有F 表示（如F2）。

打开菜单栏“Libraries”，点击图标“Materials Catalog”，在弹出的对话框中“Catalog”选择“SCHOTT.AGF”，并在“Glass”的下拉菜单中，找出N-BK7，如图7-25 所示。从图中可以看出，N-BK7 玻璃对d 光的折射率Nd 为1.516 8，阿贝数Vd 为64.167，是低色散的冕牌玻璃。

图7-25　玻璃库(www.xing528.com)

另外，表示某一玻璃的折射率和阿贝数可以是任意实数的组合，但并不是所有的组合都有相应的玻璃对应，也就是说自然界发现的玻璃是离散的，如图7-26 所示。

图7-26　SCHOTT 玻璃库

在双胶合透镜的设计中，就是通过强色散玻璃和弱色散玻璃组合，使得色散相互抵消，达到消色差目的。

在双胶合透镜初始结构中可任选两种组合，使用国内玻璃库成都光明材料（CDGM）或肖特玻璃（Schott），通常选择价格低的常用材料。BK7 作为冕牌玻璃的代表，F2 作为火石玻璃的代表，以这两种玻璃材料为组合，作为本例中的首选材料。

第4 步：镜头数据编辑器内输入数据及曲率半径F 数求解。

首先，打开镜头数据编辑器，在像面前插入2 个面。将序号为1 的光阑面“STOP”的材料栏输入“BK7”，序号为2 的面，材料栏输入“F2”，如图7-27 所示。

其次，对最后一个光学面的曲率半径设置F 数求解类型，输入“F/# ”为“8”，这样就确定了双胶合透镜的焦距为400 mm，如图7-28 所示。