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 凹柱面透镜可以改变像的宽高比，由一个平面一个凹柱面组成，其焦距为负。典型的应用是用一对柱面透镜实现变形光束的整形。为了减小球差，当将准直光束会聚成一条线时，准直光应从透镜的曲面入射，而当准直线光源时，应将线光源入射到透镜的平面，进一步提升了透镜的光学性能。
柱面透镜用于那些需要在一维方向对点光源整形的应用。典型应用的是利用单个柱面透镜将准直的激光束转换为线光束。为了减小球差，当对光束进行发散时，应将透镜的凹面朝向光源。常适用于荧光显微镜、激光束整形检测或光谱等各种应用。基底材料有N-BK7玻璃、紫外熔融石英，所有材料都可选择不镀膜或镀增透膜。