一种新型光学镜片的构想——非均匀光学材质镜片（折射率色散率等连续渐变镜片）

funder · 发表于 2022-7-26 21:11

8723 发表于 2022-7-26 20:32
为什么没有大口径牛反双筒？

有

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-26 21:14

不同波长频率的光波经过这个理想的渐变折射率的透镜后真能够会聚一点吗？

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-26 21:20

比如一个光心〇的凸透镜，怎么以〇为中心设计凸透镜的渐变折射率？而且控制好各色光按照相应位置入射？

风雨边城 · 发表于 2022-7-27 07:45

ytwscc 发表于 2022-7-26 20:04
不是太理解，色差的本质，不是不同的光线频率，对同一种材料和结构的反应不同吗

也就是按道理，只要是 ...

可以这样理解，非同质镜片的折射率变化，等效于多片同质镜片的叠加，把镜片微分，再叠加积分，最终效果一样。原来的同质镜片只有几何形状一个控制维度，非同质镜片增加了折射率这个控制维度

风雨边城 · 发表于 2022-7-27 07:47

pcsms_sXd3NJfy 发表于 2022-7-26 21:14
不同波长频率的光波经过这个理想的渐变折射率的透镜后真能够会聚一点吗？

参考我刚刚在楼上的回复，大家一起进一步探讨

风雨边城 · 发表于 2022-7-27 08:19

坎坎伐檀兮发表于 2022-7-26 20:48
按楼主的意思，这种技术产品已经有了——非球面镜片，但是目前使用面不是很广，可能有些性能达不到要求吧。

球面镜片或非球面镜片是几何维度上的操控，这种镜片会增加一个操控维度--折射率

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-27 09:15

本帖最后由 pcsms_sXd3NJfy 于 2022-7-27 10:26 编辑

这种理想的渐变折射率镜片怎么能在轴向色差和垂轴色差这两个维度同时进行渐变设计呢？同一束含不同频率的光波。目前传统的光学原理认为轴向色差已经优化到几乎消除，仅存残余色差，但是离轴色差只能做到部分波长间的色差消除，另外部分波长依旧存在些许色差。想象不来。

光学原理回顾：光学系統中重要的参数（四.色差·像差形式）
https://zhuanlan.zhihu.com/p/361 ... 0%E4%B9%8B%E4%B8%BA,%E5%9E%82%E8%BD%B4%E8%89%B2%E5%B7%AE%E6%88%96%E5%80%8D%E7%8E%87%E8%89%B2%E5%B7%AE%20%E3%80%82

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-27 09:23

要以光心〇为中心实现轴向和垂轴两维的折射率渐变设计，还有实际的工艺生产流程，现在无法设想，这种玻璃镜片生产出来太难了。

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-27 09:29

将单一镜片折射率微积分化处理的精确可控性太难了。

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-27 09:47

本帖最后由 pcsms_sXd3NJfy 于 2022-7-27 10:48 编辑

楼主的理念和现实中的微透镜阵列有异曲同工之妙。如有兴趣可继续研究。象昆虫的复眼系统。还没有这么高级的光学技术应用到望远镜的实例。

微透镜阵列用于扫描光学系统时，主要是基于开普勒或伽利略望远结构。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/340925884

3分钟了解微透镜阵列
https://zhuanlan.zhihu.com/p/260748619

风雨边城 · 发表于 2022-7-27 09:50

pcsms_sXd3NJfy 发表于 2022-7-27 09:23
要以光心〇为中心实现轴向和垂轴两维的折射率渐变设计，还有实际的工艺生产流程，现在无法设想，这种玻璃镜 ...

的确很难，但是光学镜片一百多年基本没有质的变化，总要找出路，况且这个思路利用现代计算机技术经过软件仿真确定折射率的空间分布是容易实现的，剩下的就是制造，现在的芯片制造已经很先进，能够在一个数平方毫米尺寸内制造数亿个晶体管，每个晶体管还有内部结构，操控尺寸达纳米级别，所以应用类似技术来制造镜片我觉得是可以实现的，只不过成本太高，目前做这个并不划算

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-27 10:12

本帖最后由 pcsms_sXd3NJfy 于 2022-7-27 11:11 编辑

另外，我认为非球设计也仅能改善像差中的几何像差（校正球差），对色散像差没有作用，只要是玻璃就有色散像差，多少而已。把这么多的技术都用到单一镜片里面太难了。
光学原理回顾：光学系統中重要的参数（二.完美成像与像差）
https://zhuanlan.zhihu.com/p/357815034

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-27 10:46

再贴一个
一种基于梯度折射率补偿的液晶柱透镜阵列的制作方法
看看人家是怎么实现梯度折射率补偿的，这个和晶体管，集成电路和芯片的制造技术关系较密切。还申请专利了。楼主的理念可不是异想天开，还是比较前沿先进的。

http://www.xjishu.com/zhuanli/20/202010433177.html/

yuexy_cpa · 发表于 2022-7-27 11:43

我觉得将来的望远镜发展方向应该是物理光学加上微电子芯片处理，信息合成后通过目镜或显示屏输出。通过提高物镜光学玻璃制造工艺，保障尽可能多的、高质量的光线信息，目前的光学棱镜功能、以及目镜的部分功能由电子芯片技术替代，实现光线信息的优化处理后输出。电子技术发展日新月异，而且成本和质量控制相对光学玻璃物理工艺的提升可能更加容易。到时候，什么色差、满场清、稳像等等，都可以自主调控。以上我纯粹瞎想哈

风雨边城 · 发表于 2022-7-27 11:50

pcsms_sXd3NJfy 发表于 2022-7-27 10:46
再贴一个
一种基于梯度折射率补偿的液晶柱透镜阵列的制作方法
看看人家是怎么实现梯度折射率补偿的，这个 ...

看来我这个拍脑袋的想法还是有人做过相关尝试的哈

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-27 12:22

已经有了，超越人眼分辨率的cmos，ccd感受器了，这已经脱离传统光学范畴。望远镜作为体视光学仪器，光学材料与设计在光学性能上能够满足人眼即可，过高的光学性能表现，人眼分辨不出来，也只是额外增加成本罢了，并无增益。

光学玻璃材料（optical glass）以及生产商------光学原理回顾：光·Light
https://zhuanlan.zhihu.com/p/357815034

风雨边城 · 发表于 2022-7-28 14:26

pcsms_sXd3NJfy 发表于 2022-7-27 10:46
再贴一个
一种基于梯度折射率补偿的液晶柱透镜阵列的制作方法
看看人家是怎么实现梯度折射率补偿的，这个 ...

兄台的信息索引能力挺强的，赞一个

pcsms_sXd3NJfy · 发表于 2022-7-28 17:14

不敢说不敢说，就是肯花费些时间而已。

funder · 发表于 2022-7-28 18:48

以前用的一个光学装置，里面就用了一片渐进折射率组件，后来对它不满意，自己重新设计了一个（找工厂加工）用球镜代替掉了。

风雨边城 · 发表于 2022-7-28 18:57

funder 发表于 2022-7-28 18:48
以前用的一个光学装置，里面就用了一片渐进折射率组件，后来对它不满意，自己重新设计了一个（找工厂加工） ...

是啥光学装置，这个组件是什么作用

一种新型光学镜片的构想——非均匀光学材质镜片（折射率色散率等连续渐变镜片）

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