Doblete (lente)

Un doblete acromático

Un antiguo objetivo Carl Zeiss Tessar con cuatro elementos, compuesto por dos dobletes. El doblete delantero está separado por aire y es divergente ; el doblete trasero está pegado y es convergente. Esta disposición era mejor para corregir las aberraciones esféricas y cromáticas y el astigmatismo que los diseños de objetivos anteriores.

En óptica , un doblete es un tipo de lente formado por dos lentes simples emparejadas. Esta disposición permite más superficies ópticas, espesores y formulaciones, especialmente porque el espacio entre las lentes puede considerarse un "elemento". Con grados de libertad adicionales , los diseñadores ópticos tienen más libertad para corregir más aberraciones ópticas de manera más exhaustiva.

Tipos

Los dobletes pueden presentarse en muchas formas, aunque la mayoría de los dobletes comerciales son acromáticos , que están optimizados para reducir la aberración cromática al mismo tiempo que reducen la aberración esférica y otras aberraciones ópticas . Las lentes están hechas de vidrios con diferentes índices de refracción y diferentes cantidades de dispersión . A menudo, un elemento es una lente positiva hecha de vidrio crown y el otro es una lente negativa hecha de vidrio flint . Esta combinación produce una mejor imagen que una lente simple. Algunos trilobites , que ahora están extintos, tenían lentes dobletes naturales en sus ojos. ^[1] Los apocromáticos también pueden estar hechos como dobletes.

Los dobletes pueden estar espaciados con aire, cementados o "engrasados". Los dobletes aceitados mantienen el fluido óptico en su lugar solo con la tensión superficial . Los elementos pueden cementarse con aceite o un cemento blando en el caso en que la expansión térmica diferencial de los vidrios de corona y sílex haga que los cementos duros o curados se deformen o fracturen. Con elementos más grandes, es ideal separar las lentes utilizando un espaciador. ^[2] En un doblete cementado duro, las lentes se mantienen juntas mediante un adhesivo con resistencia mecánica, como epoxi ópticamente transparente . Tradicionalmente, se utilizaba bálsamo de Canadá para este propósito. Algunos dobletes no utilizan adhesivo entre las lentes, y dependen de una fijación externa para mantenerlas juntas, ya sea porque el diseño óptico requiere un espacio o porque las diferencias de expansión térmica entre las dos lentes no permiten la cementación. ^[3] Estos se denominan dobletes "no cementados", "espaciados con aire" o "de contacto roto". ^[4] Un subtipo de doblete espaciado por aire es el dialito , un diseño en el que los elementos están ampliamente espaciados para ahorrar en la cantidad de vidrio utilizado o donde los elementos no se pueden cementar porque tienen curvaturas muy diferentes. ^[5]

Cemento

Las lentes se pueden cementar entre sí por varias razones: ^[2]

1. Para eliminar las pérdidas por reflexión de dos interfaces de superficie aire-vidrio.
2. Para evitar la reflexión total en la interfaz aire-película debido al ángulo crítico del rayo.
3. Para reemplazar una lente de baja potencia que es difícil de montar con un doblete equivalente hecho de dos lentes de mayor potencia.

La cementación de elementos entre sí presenta varias ventajas y desventajas:

Ventajas

1. Los elementos de cementación pueden simplificar las operaciones de trazado de rayos, ya que el cemento casi siempre puede ignorarse y el trazador trata el rayo como si se refractara directamente de un elemento al siguiente.
2. Los grupos cementados pueden ayudar a disminuir la longitud física del sistema óptico.
3. Proporciona un control superior para minimizar el esferocromatismo y otras aberraciones, lo que permite la creación de sistemas ópticos más avanzados utilizando menos elementos.

Desventajas

1. La cementación de elementos requiere una gran precisión para asegurar el centrado correcto de los componentes cementados. Esta dificultad aumenta considerablemente en grupos de más de dos elementos.
2. La cementación de precisión tiene un alto costo de fabricación. A menudo es más económico recubrir con AR dos elementos separados por aire.

Véase también

• Lente acromática
• Lente triplete

Referencias

1. Clarkson, ENK; Levi-Setti, RL (1975), "Los ojos de los trilobites y la óptica de Descartes y Huygens", Nature , 254 (5502): 663–7, Bibcode :1975Natur.254..663C, doi :10.1038/254663a0, PMID  1091864
2. Kingslake, R. (2010). Johnson, RB (ed.). Fundamentos del diseño de lentes (2.ª ed.). SPIE Press. pág. 5. doi :10.1016/B978-0-12-374301-5.00005-X.
3. Fred A. Carson, Óptica básica e instrumentos ópticos, página 4-32
4. Una guía para el diseño de instrumentos – Asociación de Fabricantes de Instrumentos Científicos de Gran Bretaña, Asociación Británica de Investigación de Instrumentos Científicos, página 184
5. Fred A. Carson, Óptica básica e instrumentos ópticos, página AJ-4