Низкодисперсное стекло
Низкодисперсионное стекло ( LD glass ) — вид стекла с уменьшенными хроматическими аберрациями (меньшим эффектом радуги). Краун-стекло – пример относительно недорогого низкодисперсного стекла.
Специальное низкодисперсионное стекло (стекло SLD) и экстраординарное низкодисперсионное стекло (ELD стекло) — это стекла с еще меньшей дисперсией (и еще более высокой ценой). Другие стекла этого класса — это стекло со сверхнизкой дисперсией (стекло ED) и стекло со сверхнизкой дисперсией (стекло UL).
Приложение
[ редактировать ]Стекла с низкой дисперсией особенно используются для уменьшения хроматических аберраций , чаще всего используются в ахроматических дублетах . Положительный элемент изготовлен из низкодисперсного стекла, отрицательный элемент из высокодисперсного стекла. Чтобы противодействовать эффекту отрицательной линзы, положительная линза должна быть толще. Поэтому ахроматические дублеты имеют большую толщину и вес, чем эквивалентные одиночные линзы без хроматической коррекции. [1]
По сравнению с телеобъективами объективы с более коротким фокусным расстоянием получают меньшую пользу от элементов с низкой дисперсией, поскольку их главной проблемой является сферическая аберрация , а не хроматическая аберрация . Сферическую аберрацию, вносимую элементами LD, можно исправить с помощью асферических линз . Повышенная резкость, обеспечиваемая элементами SLD, позволяет использовать меньшее число f и, следовательно, более короткую выдержку . Это очень важно, например, в спортивной фотографии и фотографии дикой природы . Малая глубина резкости, обеспечиваемая телеобъективом, также позволяет объекту съемки лучше выделяться на фоне. [2]
Очки с низкой дисперсией также используются при обработке ультракоротких импульсов света, например, в с синхронизацией мод лазерах , чтобы предотвратить уширение импульса из-за дисперсии групповой скорости в оптических элементах. [3]
с коррекцией инфракрасного излучения Специальное низкодисперсионное стекло также имеет преимущества для камер видеонаблюдения. Низкая хроматическая аберрация стекла SLD позволяет объективу всегда оставаться в фокусе, от видимого света до инфракрасного. [4]
В биноклях стекло ED (сверхнизкой дисперсии) (также иногда называемое стеклом высокой плотности (HD)) представляет собой высококачественное оптическое стекло, которое увеличивает светопропускание, уменьшает дисперсию света и, таким образом, уменьшает хроматическую аберрацию, или «хроматическую аберрацию». цветная окантовка», что обусловлено расщеплением светового спектра. Он используется в бинокулярных объективах, чтобы помочь сфокусировать световые волны цветового спектра на человеческом глазу и обеспечить яркие и резкие изображения. Линзы ED состоят из специальной формулы, содержащей редкоземельные элементы. Однако не существует стандарта ED, определяющего материалы, которые должны использоваться в линзах ED. Поэтому качество ED-стекла может различаться. [5]
Варианты
[ редактировать ]Некоторые стекла обладают своеобразным свойством, называемым аномальной частичной дисперсией . Их использование в длиннофокусных линзах было впервые использовано фирмой Leitz . До их появления фторид кальция в виде флюорита кристаллов в качестве материала для этих линз использовался ; однако низкий показатель преломления фторида кальция требовал большой кривизны линз, что увеличивало сферическую аберрацию . Флюорит плохо сохраняет форму и очень хрупок. Аномальная дисперсия необходима для создания апохроматных линз. [6]
Стекло с добавлением диоксида тория имеет высокое преломление и низкую дисперсию и использовалось еще до Второй мировой войны, но его радиоактивность привела к замене его другими составами. Даже во время Второй мировой войны компании Kodak удалось изготовить высокоэффективное оптическое стекло, не содержащее тория, для использования в аэрофотосъемке, но оно было желтого цвета. В сочетании с черно-белой пленкой этот оттенок был действительно полезен, улучшая контрастность , действуя как ультрафиолетовый фильтр .
Лаборатории Лейтца обнаружили, что оксид лантана (III) может быть подходящей заменой диоксида тория. Однако необходимо было добавить другие элементы, чтобы сохранить аморфный характер стекла и предотвратить кристаллизацию , которая могла бы вызвать дефекты в виде полос.
После 1930 года Джордж Мори представил оксид лантана и оксиды других редкоземельных элементов в боратных стеклах , значительно расширив доступный ассортимент высокоиндексных низкодисперсных стекол. Боратные стекла имеют меньшую зависимость рефракции длины волны в синей области спектра, чем силикатные стекла с тем же числом Аббе . Однако эти так называемые « боратные кремневые » стекла, или KZFS, очень подвержены коррозии под действием кислот , щелочей и погодных факторов. Однако боратное стекло с содержанием оксида лантана более 20 мол.% очень прочно в условиях окружающей среды. [7] Использование редких земель позволило разработать высокоиндексные низкодисперсные стекла как кронного , так и кремневого типа. [8]
Другое высокоэффективное стекло содержит большое количество диоксида циркония ; однако его высокая температура плавления требует использования с платиновым покрытием тиглей , чтобы предотвратить загрязнение тигельным материалом.
Хорошей высокопреломляющей заменой фторида кальция в качестве материала линзы может быть фторфосфатное стекло . Здесь часть фторидов стабилизируется метафосфатом с добавлением диоксида титана . [9]
Некоторые из упомянутых высокоэффективных стекол дороги, поскольку необходимо производить в значительных количествах химические вещества высокой чистоты.
См. также
[ редактировать ]- Асферическая линза
- Ахроматическая линза
- Число Аббе
- Дифракционно-ограниченная система
- Коэффициент дисперсии материала
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джеральд Ф. Маршалл (19 июля 1991 г.). Оптическое сканирование . ЦРК Пресс. стр. 65–. ISBN 978-0-8247-8473-7 .
- ^ Роб Шеппард (1997). Фотография с телеобъективом . Амхерст Медиа. стр. 19–. ISBN 978-0-936262-53-6 .
- ^ Хорн, Александр (9 ноября 2009 г.). Сверхбыстрая метрология материалов . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9783527408870 .
- ^ «Архивная копия» . www.oemcameras.com . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Проверено 17 января 2022 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Бинокулярная линза и призменное стекло — полезные факты на 2022 год» . Птицы с первого взгляда . 16 мая 2022 г. Проверено 28 сентября 2022 г.
- ^ Смит, Грегори Халлок (1 января 2006 г.). Объективы для фотоаппаратов: от коробчатых камер до цифровых . СПАЙ Пресс. ISBN 9780819460936 – через Google Книги.
- ^ Ланкфорд, Джон (1 января 1997 г.). История астрономии: Энциклопедия . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 9780815303220 – через Google Книги.
- ^ Шеннон, Роберт Р. (13 июня 1997 г.). Искусство и наука оптического дизайна . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521588683 – через Google Книги.
- ^ «Оптические очки» . Фото GMP . Архивировано из оригинала 30 ноября 2016 г.