Doublet-Linse: ein Leitfaden
Die Komplexität optischer Komponten ergibt sich aus dem Unterschied zwischen vereinfachten Elementen, wie in einer Simulation, und realen optischen Elementen, die mit Einschränkungen und Fehlern einhergehen. Die Nutzung von Doublets ist eine Möglichkeit, optische Einschränkungen in einem optischen System zu minimieren.
Was sind Doublet-Linsen?
Eine Dublettenlinse besteht aus zwei miteinander verkitteten Linsen aus unterschiedlichem Material.
Jedes optische Material unterliegt einer chromatischen Dispersion, die durch seinen Vd-Wert definiert ist. Diese chromatische Dispersion führt zur Streuung eines Signals bei unterschiedlichen Wellenlängen.
Das Ziel der Herstellung einer Dublett-Linse besteht darin, zwei „komplementäre“ Dispersionsmaterialien zu verwenden, um die chromatische Dispersion zu kompensieren und eine Dublett-Linse mit identischer Fokussierleistung über den gesamten Wellenlängenbereich zu erhalten.
Diese Linsen werden auch als achromatische Linsen bezeichnet, d. h. als Linsen ohne chromatische Dispersion; auch die Bezeichnung achromatische Dublette ist gebräuchlich.
Wie werden Doublet-Linsen hergestellt?
Achromatische Dubletten werden in der Regel aus zwei Arten von Glas hergestellt: Flintglas und Kronglas. Die konkave Linse wird normalerweise aus Flintglas und die konvexe Linse aus Kronglas hergestellt. Die Linsen haben enen ähnlichem Krümmungsradius, so dass sie leicht zusammengeklebt werden können.
Flintglas ist ein hoch brechendes Glas, d. h. es bewirkt eine starke Streuung der Lichtstrahlen entsprechend ihrer Wellenlänge. Kronglas hingegen ist ein Glas mit geringer Streuung. Ob es sich bei einem Glas um Flint- oder Kronglas handelt, ist leicht am Namen zu erkennen. So enthält der Name eines Glases ein „F“ für Flint- oder ein K für Kronglas, z. B. bei den gängigsten Gläsern: N-BK7 (Schott) oder H-K9L (CDGM).
Die Verklebung der beiden Linsen zur Bildung der Dublette erfolgt mit einem sehr dünnen, optisch neutralen Klebstoff, der mit UV-Licht gehärtet wird. Die Positionierung der beiden Linsen während des Klebens und die Aushärtung des Klebemittels sind der Schlüsselfaktor für den Erfolg der Herstellung der achromatischen Doublet-Linse.
Um die optische Durchlässigkeit der Linse zu erhöhen, ist es nicht unüblich, die Außenflächen nach dem Kleben mit einer Antireflexbeschichtung zu versehen.
In welchen Bereichen werden achromatische Dublett-Linsen eingesetzt?
Doublets verbessern die optische Qualität eines Objektivs, indem sie sowohl die chromatische Dispersion als auch die sphärische Aberration verringern. Sie wurden erstmals im 18. Jahrhundert in England für die Anwendung in Teleskopen entwickelt.
Gegenwärtig werden Doubletten für viele bildgebende Anwendungen im sichtbaren Bereich eingesetzt:
- Astronomie
- Endoskopie
- Mikroskopie
- Fotografie
Wo können Dublett-Linsen gekauft werden?
Der Entwurf einer Dublettenlinse ist nicht sehr schwierig, erfordert aber die Erfahrung eines Optikers, um die Materialmöglichkeiten besser zu verstehen und die Oberflächenformen der beiden Optiken zu definieren.
Das Design wird in Form einer separaten Zeichnung geliefert, die die Auswahl des optischen Glases für jede Komponente und schließlich eine Montagezeichnung des Doubletts enthält, in der die Anforderungen an die Beschichtung angegeben sind und möglicherweise auch die Schwärzung des Doublet-Randes verlangt wird.
Sobald der Entwurf fertiggestellt ist, können Hersteller von Präzisionsoptik, die über die Erfahrung und die Fähigkeit zur Montage von Doublet-Linsen verfügen, ein Angebot für die Herstellung abgeben.
