光学系统中的透镜-柱面镜

发布时间：

2024-06-25

柱面镜是非球面透镜，可以有效减小球差和色差。柱面镜分为平凸柱面透镜、平凹柱面透镜、双凸柱面透镜、双凹柱面镜、弯月柱面镜、柱交柱面镜和异形类柱面透镜，最常用的是平凸柱面透镜和平凹柱面透镜，如图1所示：

图1 平凹柱面透镜和平凸柱面透镜

图1是比较常用的平凸和平凹柱面透镜的原理图，图2是实际的平凸和平凹柱面透镜：

图2 平凸和平凹柱面透镜实物

平凸和平凹柱面透镜外形有长方形和圆形二种。柱面透镜的成像原理是几何光学中的基本定律，都满足物像关系的成像公式。

通过柱面镜可以将光聚焦在沿一条轴的细线上，而不是像球面透镜那样把光聚焦在一点。柱面镜有多种实际应用，例如，柱面透镜用于激光二极管（圆形化椭圆光束整形）、光学数据检索和存储系统、扫描技术、光学计量、光谱学和光学测量、在超分辨的成像系统里产生光片照明等。这些常见的应用在教科书和网络上很容易查到，本文不再过多介绍。

2022年4月13日推送的“走入课堂的表面等离子共振（SPR）教学演示系统”中，使用了一个半圆镀金膜的柱面透镜，从图3的观测屏上可以看到产生了共振角度的吸收：