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数码视频显微镜的光学材料及结构优化对于提升成像质量至关重要。
在光学材料方面，为减少色差，常采用特殊光学材料。例如，萤石镜片、AD玻璃、UD玻璃、ED玻璃等，都是为了实现复消色差（APO）技术所用。复消色差镜头能对多种色光（超过两种）消除色差，而消色差镜头只能对两种色光消色差。不同光学材料有不同的色散，一般用阿贝数表示材料的相对色散，阿贝数越高，色散越小。利用不同折射率、不同色差的玻璃组合，如低折射率、低色散玻璃做凸透镜，高折射率、高色散玻璃做凹透镜，然后将两者胶合在一起，合理选择镜片球面曲率、双胶合镜的材料，可使蓝光、红光焦距恰好相等，基本消除色差。
在结构优化方面，可借助专业光学软件进行像差校正与优化。CodeV光学软件提供了点列图、波前图、调制传递函数（MTF）曲线等成像质量评估工具，工程师可以利用这些工具全面、客观地评价光学系统的成像性能，还能在模型中模拟不同的像差，如球差、慧差、像散、场曲和畸变等，准确识别出系统中存在的像差类型及其影响程度。其全局优化算法能够自动搜索并优化光学系统的设计参数，如透镜的曲率半径、厚度、材料折射率等，以达到用户设定的光学性能目标，在优化过程中，还会自动调整光学元件的参数，以校正和优化像差。
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