牛顿通过这个实验证明白光是由各种颜色的单色光组合而成的。
当白光通过透镜时,由于各种单色光的折射率不同,当一个点通过透镜成像后可能形成一个色斑。这就是我们常说的色差。徕卡复消色差的镜头在金相显微镜使用时能观察到明晰的金相组织,在清洁度检测设备时能辨别1微米级别的金属和非金属颗粒,在孔隙率检测设备使用时,能辨别和判断微米级别的空隙。
有色差的镜头,主要有两个缺点:
1.不同色光焦距不同,物点不能很好的聚焦成一个完美的像点,所以成像模糊。
2.不同色光焦距不同,所以放大率不同,画面边缘部分明暗交界处会有彩虹的边缘。
精密的光学系统为了精确成像清晰就要消除色差,消色差镜头就横空出世了!
消色差:利用不同折射率、不同色差的玻璃组合,可以抵消色差。例如,利用低折射率、低色散玻璃做凸透镜,利用高折射率、高色散玻璃做凹透镜,然后将两者胶合在一起。通过复杂的计算设计镜片球面曲率组合,可以使蓝光、红光焦距恰好相等,这就基本消除了色差。
为了进一步消除消色差镜头的剩余色差对成像质量的影响,又研制除了复消色差技术。
通过理论计算,找到一种特殊的光学材料,这种材料对蓝光、红光的相对色散很低,对绿光色散很高!-----萤石就是这样一种特殊材料。
荧石(氟化钙,分子式CaF2)折射率比较低(ND=1.4339),微溶于水,可加工性与化学稳定性较差,但是由于它优异的消色差性能,使它成为一种珍贵的光学材料!自然界能用于光学材料的纯净大块萤石非常少,因而萤石最早仅用于显微镜中。
找到这种光学材料后,复消色差镜头就随之而生了。
复消色差镜头(Apochromaticobjective):复消色差镜头能对彩色三原色光(红、绿、蓝色)同时进行校正。其结果不仅真实地再现了红、绿、蓝色,也可以大幅度地提高了彩色中间色的还原能力。这类镜头常常采用非球面镜片设计,因此还对球面像差(即镜头不同的区域将同一物像聚焦至不同的距离上,从而使成像柔和)也进行了校正。复消色差镜头结构复杂,透镜采用了特种玻璃、萤石等材料制作而成,材料价格昂贵、加工困难,成本非常高,所以只能用在高档镜头上。