图1.会聚透镜和发散透镜示意图。

透镜焦距公式：

针对平凸透镜可简化为：

单透镜是指单个透镜结构，可实现光线会聚或发散，根据其曲面结构又可以分为球面单透镜、非球面单透镜、柱面单透镜。 光线入射到球面后偏转角与光线高度，透镜材料折射率及球面半径相关。

对于任意高度入射的光线，球面半径为一定值。 平行光束可以理解为其物点在无穷远处。 均匀同心光束经过球面折射后的出射光线不再是均匀同心光束，会聚的焦点是一个圆形弥散斑，这种现象称为球差，球差是球面光学系统固有缺陷。

图2.球面透镜出射光线成弥散斑。

非球面使得不同入射高度的光线折射时对应的球面半径不同。 非球面透镜的设计就是让不同高度的入射光线在球面偏转后能聚焦到一起，使得均匀的同心光束经过非球面透镜后的出射光束也是均匀同心光束。

图6.不同波长光入射单透镜和双胶合透镜的出射会聚光斑对比。