从镜片探秘佳能顶级单反镜头

DO镜的发展

单层衍射光学元件已经配合激光技术应用在读取CD、DVD的激光头上，不过这项科技也不能够直接转到摄影镜头领域。毕竟激光的波长固定，而摄影中接受的光线波长丰富。为了让折射镜把射入镜头的光线全部折射掉，镜片表面的多层镀膜结构可以使所有人眼可见光转变成影像表现光。例如EF 400mm f/4 DO IS USM镜头中使用了两块面对面摆放的同心圆环栅格单层镀膜衍射镜。由于镜头内光线不会产生无意义的衍射光，因此DO镜把几乎所有的人眼可见光都转变成了影像表现光，从而提高了成像的质量。

单层衍射镜与DO镜的透光性能差异

DO镜系统靠一块球面镜片和一块衍射结构镜片组成，衍射镜在一个特殊塑料模具中打磨成型。镜片上的衍射光栅薄厚达到了微米级，光栅间隔从几毫米逐渐减小至十余微米。为了保证衍射光栅的间隔、厚度、位置符合标准，整个制作过程的测量精确程度甚至达到微米之下。一些新技术为此而生，例如3D超高精准微构建技术，同时佳能公司的一些成熟科技也被用上，例如复合非球面镜工艺和高精准定位技术等。

三层DO镜

原理上，DO系统具备缩小变焦镜头物理长度的潜力。不过事实上，已经出现在EF 400mm f/4 DO IS USM定焦镜头上的双DO镜结构设计恐怕很难被再次使用。首先，对于定焦镜头的入射光照基本上是固定的，而在变焦镜头中，光线入射角会随着焦距调整而大幅改变。从已经设计完成的DO镜头来看，改变光照入射角的同时会产生不必要的衍射光线，因此可能造成眩光而极大影响成像质量。不过新研发的3层DO镜结构按照合适的搭配顺序组装在光轴上，可以补偿焦距调整带来的光照改变。

3层衍射光栅可以保证任何进入镜头的光束都不会衍生出杂余光线，同时仍然能够使几乎所有的入射光都转变成对影像有益的影像表现光。3层DO结构首次出现在EF 70-300mm f/4.5-5.6 DO IS USM镜头中，它有效地提升了光线折射率，缩短了镜头物理长度，对色散和非球面镜特性的弊病实现完美的补偿。

相比用传统折射镜片工艺制造的EF 75-300mm f/4-5.6 IS USM镜头，EF 70-300mm f/4.5-5.6 DO IS USM在长度上缩短了30%，同时其修正了色差、球差之后的成像质量也完全达到了佳能最优秀的L系列镜头水平。

DO镜头小型化原理图