光学球面透镜的种类和其优势有哪些？

透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，有塑胶透镜和玻璃透镜两种，玻璃透镜比塑胶贵。光学透镜采用的则是玻璃透镜，以NBK7玻璃等光学材质制成不同形状的基底并且在基底表面镀上一层薄膜以达到需求光谱特性。选用光学玻璃则是因为其具有透明度高、纯洁、无色、质地均匀，且有良好的折光能力，故为镜头生产的主要原料。在天文、军事、交通、医学、艺术等领域发挥着重要作用。
 

平凸透镜

凸透镜对光线起到会聚作用，因此凸透镜也叫会聚透镜；平凸透镜一面凸面一面平面，具有正焦距，通常用于缩小光束、减小焦距或放大图像等相关应用。为减少球差，平凸透镜用于准直光束聚焦时，光束应入射到透镜曲面上；用于点光源准直时，光束入射在平面上。（平凸透镜光路图如下图所示）

 

双凸透镜

双凸透镜由两个半径相等的凸面组成，可将光线聚焦成一个点，焦距为正。由于两侧形状对称，成为1:1成像应用中的较为合适的单元件。常用于成像中继系统以及在有限共轭距离下的物体成像或者光束的聚焦、准直、扩束等。双凸透镜的特点为，共轭比越大，产生的像差就越大。双凸透镜适用于物和像分别在透镜两侧，且像距和物距之比（共轭比）在0.2到5之间的情况。

平凹透镜

凹透镜对光线起到发散作用，因此凹透镜也叫发散透镜。平凹透镜将一束平行光转化成发散的光线，发散的光线反向聚焦于平凹透镜的虚焦点处，焦距为负，其中一面为平面，另一面为凹面。平凹透镜可从虚焦点处发散一束准直光束，通常用在伽利略型扩束器中。使用时，凹面面向入射光方向，将平面的那一面朝向要处理的焦平面。平凹透镜具有负焦距和负的球差，可以用来抵消系统中其他透镜的像差

双凹透镜

双凹透镜能将平行入射的光束向外发散出去，焦距为负，由两个曲率相等的凹面组成，常用于光束的扩束、准直、投影及扩大光学系统焦距。双凹透镜具有负焦距，适合发散会聚的光束，又称发散透镜或者负球面透镜。双凹透镜可以将准直光束发散到一个虚焦点上，通常用在伽利略型扩束器中。

N-BK7是最常见的透镜材料，多用于可见光和近红外应用领域。