消色差镜片与普通镜片区别

光学镜片之《双胶合消色差镜片的原理与制造》

在《望远镜的光学材料、零件与镜片结构》里，已经介绍，正规望远镜所用的镜片，不但所用材料为高级别的优质光学玻璃，而且结构也与普通镜片不一样，使用的是消色差镜片。那么，消色差镜片什么样？它又是如何诞生的？

这是一枚来自枪瞄目镜中的镜片，与我们的望远镜里面的镜片，结构基本是一样的。仔细观察，是否发现了什么没有？

经过一些特殊的方法，我们把这枚双胶合镜片分离，可以看到，它其实是由一枚凹透镜，和一枚凸透镜组成。为什么要做成这么复杂的结构呢

在大名鼎鼎的牛顿时代，所有的望远镜，都存在一个不可逾越的问题，那就是色差。当时的望远镜，效果看上去都是这个样子。

所有的景物轮廓，都如同彩虹构成，不是锐利的线条，而是一条条彩带。

因为望远镜是根据人们的需要，依靠各种透镜来加工光线的，而普通透镜在对光线进行加工的同时，却会不可避免的产生一种副作用，那就是将光线分离出“红橙黄绿青蓝紫”。一束构成景物的白色光线进入望远镜，当它从望远镜出来，要进入人的眼睛的时候，却已经成了模糊不清的、宽宽的彩带。

为了尽可能减弱透镜的这种问题的干扰，当时的人们尽可能采用弧度比较小、比较平的透镜来做望远镜，但是这带来另一个问题，那就是望远镜的长度会因此直线上升，比如当时最顶尖的（在当时地位类似于世界上最大的天文台）一架望远镜，长度竟然达46米！（而在当时这样的世界顶尖的望远镜的效果，与我们现在的每个人都可以拥有的千元左右的高倍台式观景望远镜相比，在视野、色彩、画面变形、清晰度上仍难以企及和媲美！可见光学技术的发展和变革巨大之让人震撼。

而当人们把热情投入到越做越长的望远镜上之时，柳暗花明，随着光学玻璃的发展，以及人们对光学的熟悉，近现代光学最著名的一个重大发明、光学泰斗牛顿，曾经断言永远不可能出现的：消色差镜片粲然出现。

人们发现，不同的玻璃，对光线的色散性能是不同的，而这就提供了一个方向，在“一枚”镜片上，采用两种玻璃，当光线经过“这枚”镜片一边的时候，产生色差，但是到另一边的时候，新产生的色差恰好相反，会对前面出现的色差产生抵消——当这两种玻璃之间的边界在一个恰到好处的弧度时——色差将全部中和。

让我们进入工厂，看看一枚高品质的消色差透镜，是如何生产出来的。

是组成“消色差镜片”其中的光学凹镜，胶合前，技术人员对其表面质量、清洁度等进行检查。

同样，技术人员对组成消色差镜片组的凸镜进行表面质量检查。

在凹镜中点入专们用于精密光学镜片胶合使用的，特制的粘合剂。因为是直接用在光学仪器的镜片中，不但对其胶合的物理强度性能有很高的要求，对其折射率、散射率等光学性能的要求也是极其苛刻的，并不是随便一种胶就可以使用。早期的双胶合消色差镜片，使用的是一种叫巴拿马树胶的材料，其特点是遇热便能融化，而因此，其胶合过程，是将镜片加热到其融化的温度，粘合后，缓慢冷却。但是对于精度很高的镜片，这种工序有一些先天的不足，那就是加热的过程，会在光学玻璃内形成应力（压力导致的不均匀），对于镜片的精度、稳定性、以及效果，都会带来一定的影响。

随着对镜片加工精度要求的提高，像现在我们使用的，是一种专门用于精密光学镜片胶合使用的叫“光敏胶”的材料。暂停，先打住，继续完成我们的胶合步骤，一会儿我们还会再回来提到它。

现在，可以将它们小心的合并到一起了。前面已经提到，这两枚镜片，是由两种折射率不同的光学玻璃材料精密研磨而成，经过对胶合面弧度的精确设计，虽然通过这其中一枚镜片

的光线，会有色差，但是光线同时通过这两枚镜片组成的“一个”镜片时，色差将被完美的抵消。而它们互相之间接触的那一面，是丝毫吻合的。

对于优质的消色差镜片，胶合精度要求非常高，必须完全同轴、而这就要依靠专业的激光校准仪器来进行了。

左侧是刚拿到激光校准仪上的样子，可以看到，尽管肉眼看来已经很好了，但是在高精密的激光校准下，依然可以检测到偏差，直到校准到仪器显示胶合镜片的两个部分完全同轴。还记得我们上面提过的“光敏胶”吗？

紫外光发生器，发出混合着大量紫外线的紫光，照射到已经精密校对到最佳位置的光学镜片组。——光敏胶的奇特性质在，其固化的条件，不是“风干”，也不是“冷却”，而是遇到紫外线照射，就会把两枚镜片牢牢的粘结在一起。不但胶合过程迅速、精确，不会发生位移，而且其强度，也比传统的巴拿马树胶高出许多。

到此，我们跟踪了一枚高品质标准的双胶合消色差镜片的生产过程。

也许有的人会问，你上面画了一个原理图，说明了消色差镜片与普通镜片理论上的区别，它们的实际效果怎么样？

我们对这个实验也非常有兴趣，下图，是我们分别拿一枚普通镜片，和一枚来自我们产品中的优质消色差镜片，进行的投影对比测试，显而易见，右侧就是产品中使用的消色差镜片。成像干净利索、细节锐利分明。

可以说，一枚优质的消色差镜片，不论是对光学材料，还是光学设计，以及光学加工，都提出了很高的要求。

一具正规的，不是很低档的望远镜，其中每一个镜筒就会有两组（4片）这种双胶合消色差镜片

据精度的不同，消色差镜片分为A级、B级，以及C级等外品