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  • 什么是像差?

    作者:佚名 来源:光行天下整理 时间:2018-12-14 16:18 阅读:4816 [投稿]
    像差 是指实际光学系统中,由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致,与高斯光学的理想状况的偏差。

    二、彗差

    位于光轴以外的物点,由于偏离了共轴球面系统的对称轴位置,成像后的光束聚焦情况比轴上点要复杂得多。

    子午面是系统的对称面,也是光束的对称面,该平面内的光束经系统成像后仍位于该平面内。因此,可以用平面图形表示出子午光束的结构。

    轴外物点B发出充满入瞳的一束光,这束光以通过入瞳中心的主光线为对称中心。考察主光线z和一对上下光线a、b。折射前,上下光线相对于主光线对称,而折射后,上下光线不再对称于主光线,它们的相交点偏离了主光线。

    与物高一次方、入射光瞳口径二次方成正比的像差。若仅存在彗差,轴外物点发出的通过入射光瞳不同环带的光线,会在理想像平面上形成半径变化的并且沿视场半径方向偏移的像圈。它们的组合会使物点的像成为形状同彗星相似的弥散斑。


    慧差是轴外物点以宽光束成像的一种失对称的垂轴像差,除了子午和弧矢两个截面外,其它截面也都有不同形式的失对称。如果入瞳为一圆环,轴外点进入系统的光线就是以物点为顶点、以主光线为对称中心的圆锥面光束,不同的孔径对应于不同大小的光锥。此光束经系统后,由于存在慧差,不复为对称于主光线的圆锥面光束,也不再会聚于一点,它与高斯像面相交成一封闭的复杂曲线,曲线的形状对称于子午面。光锥角度越大,失对称的程度也越大。整个入瞳可以看成由无数个大小不等的圆环组成,由轴外物点发出的所有通过这些圆环的圆锥面光束,经系统后在高斯像面上截得大小不等、形状不一、并在垂轴方向上相互错开的封闭曲线,最终叠加成一个形状复杂、对称于子午面的弥散斑。

    孔径光阑对慧差的影响

    慧差是由于轴外点宽光束的主光线与球面对称轴不重合,而由折射球面的球差引起的。如果将入瞳设置在球面的球心处,则通过入瞳的主光线与辅助光轴重合,此时轴外点同轴上点一样,入射的上下光线对将对称于该辅助光轴,出射光线也一定对称于辅轴,球面将不产生慧差。入瞳偏离球心越远,失对称的现象越严重,慧差也就越大。

    三、场曲

    设球面物体Q与折射球面R同心。由分析可知,垂轴平面上的物体不可能成像在理想的垂轴像平面上,这种偏离现象随视场的增大而逐渐加大,使得垂直于光轴的平面物体经球面成像后变得弯曲。


    与物高二次方、入射光瞳口径一次方成正比的像差。若仅存在场曲,则所有物平面上的点都有相应的像点,但分布在一个球面上;若采用弯成此种形状的底片,则可获得处处清晰的像。此时在理想像平面上,像点呈现为圆斑。

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