雙膠合薄透鏡有三個鏡面自由度,滿足焦距後僅可再滿足球差S1,中心彗差S2C,色差CL三種像差中之任兩項。因此其透鏡解法通常是先找出所有符合某兩項像差值之結構,再從中將接近第三像差目標值之結構挑選出來。 &Ao+X=qw
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PWC法中的P, W, C 和S1, S2C, CL 是完全等效的,只是差一規化係數: P=S1/h, W=S2C/H, C=CL/(h*h),其中h是邊緣光入射高,H是光學不變量。常見的PWC求解雙膠合的步驟是先滿足焦距及色差,再用查表法尋找可同時接近P及W目標值的玻璃對及鏡面半徑。 o`P%&
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然而方法不是只有這一種。光學界對求解雙膠合透鏡之研究已有百年歷史,以下介紹幾篇相關論文: Slher0.Y
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1. Khan 及 Macdonald [1] 運用一系列事先繪好之圖形以查驗可同時接近三種像差值之結構。其論文中也回顧了一些雙膠合透鏡求解法的歷史: A
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(A) 1920年,Turriere 運用 Mossotti 於 1897 年所導出之方程式,求解當物在無限遠且球差及色差為零時之結構。 ua]o6GlO
(B) 1946 年,Brown 與 Smith 運用查表法求解,同樣的,僅適用於物在無限遠且球差及色差為零情況。 \uC15s<
(C) 1949 年,Slussarev 亦運用查表法求解物在無限遠,但像差可為色差及球差,或色差及彗差之情況。 DSk/q-'u
(D) 1954 年,Argentier 提出了比 Turriere-Mossotti 方法更簡單之遞迴式演算法,使之可用於物在無限或有限距離之情況,但仍限制球差,彗差及色差必須為零。 sy"^?th}b
(E) 1970年,Hopkins 及 Rao [2] 推導出雙膠合透鏡之球差及彗差公式,並說明將另行發表求解結構的方法。 cKim-
(F) 1974年,Blandford 推導出可給定任意球差及中心彗差,但不能設定色差之解法。 U4-g^S[
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2. Dreyfus等[3]應用人工查驗圖型的方式,以選擇玻璃材料,滿足球差、色差、彗差均為零之雙膠合透鏡。 JB`\G=PiL
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3. Banerjee及Hazra用基因法求解雙膠合透鏡[4-6]。 e<h~o!za
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4. Chen [7]求解了非球面雙膠合鏡片。由於多了非球面係數的自由度,可同時精確滿足焦距及三個像差目標值。 ,:H\E|XeBw
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參考文獻 T'&I{L33Y
[1] M. I. Khan and J. Macdonald, “Cemented doublets: a method for rapid design,” Optica Acta 29, 807–822 (1982). 4 G-wd
[2] H. H. Hopkins and V. Rao, “The systematic design of two-component objectives,” Optica Acta 17, 497 (1970). qI<mjB{3`
[3] M. G. Dreyfus, R. E. Bishop, and J. E. Moorhead, "Aplanatic cemented doublet design," Journal of the Optical Society of America, 50(4), 375-378 (1960) 6&l+0dq
[4] S. Banerjee and L. N. Hazra, “Structural design of doublet lenses with prespecified aberration targets,” Opt. Eng. 36, 3111–3118 (1997). &twf,8
[5] S. Banerjee and L. Hazra, “Experiments with a genetic algorithm for structural design of cemented doublets with prespecified aberration targets,” Appl. Opt. 40, 6265–6273 (2001). Q[I=T&
[6] S. Banerjee and L. N. Hazra, “Structural design of broken contact doublets with prespecified aberration targets using genetic algorithm,” J. Mod. Opt. 49, 1111–1123 (2002). ^!z[t\$
[7] Chao-Hsien Chen, “Methods of solving aspheric singlets and cemented doublets with given primary aberrations," Applied Optics, 53(29), H202-212 (2014)