Grenzen axialer Farbzerlegung: Optimierungen von variablen zweilinsigen Hyperchromaten

Hyperchromate besitzen eine ausgeprägte axiale Dispersion, die meist in Abbildungssystemen als unerwünscht gilt, jedoch für Anwendungen zur Topographievermessung oder speziellen spektroskopischen Ansätzen unerlässlich ist. Die axiale chromatische Fokusspreizung lässt sich quantitativ durch die äquivalente Abbe-Zahl charakterisieren. Dieser Beitrag präsentiert Designstrategien und Lösungen zweilinsiger Hyperchromate, die extreme axiale chromatische Aufspaltungen in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ermöglichen. Die analysierten Systeme umfassen sowohl rein refraktive als auch hybride Konfigurationen, die refraktive und diffraktive Elemente kombinieren. Zur Ermittlung optimaler Parameter wurden numerische paraxiale Näherungsrechnungen durchgeführt. Die daraus abgeleiteten Designansätze wurden anschließend mittels ‚ray-trace‘ Methoden optimiert. In einem Wellenlängenbereich von 1,0 bis 2,2 µm erreichten die rein refraktiven Systeme eine minimale äquivalente Abbe-Zahl von 2,9, was weniger als 20 Prozent der Abbe-Zahl einer hochdispersiven Einzellinse entspricht. Die hybriden Hyperchromate zeigten eine noch höhere Leistung, mit einer minimalen äquivalenten Abbe-Zahl von 1,3.