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光學(xué)設(shè)計(jì)軟件

光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中像差的概述

星之球激光 來源:未知2011-08-01 我要評(píng)論(0 )   

在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,最重要的因素之一就是像差,本文將介紹光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見的像差及其對(duì)成像的影響。 1。球差:由主軸上某一物點(diǎn)向光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的單色圓錐形光束,...

 

      在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,最重要的因素之一就是像差,本文將介紹光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見的像差及其對(duì)成像的影響。

      1。球差:由主軸上某一物點(diǎn)向光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的單色圓錐形光束,經(jīng)該光學(xué)系列折射后,若原光束不同孔徑角的各光線,不能交于主軸上的同一位置,以至在主軸上的理想像平面處,形成一彌散光斑(俗稱模糊圈),則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為球差。

 

 

      2?;鄄睿河晌挥谥鬏S外的某一軸外物點(diǎn),向光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的單色圓錐形光束,經(jīng)該光學(xué)系列折射后,若在理想像平面處不能結(jié)成清晰點(diǎn),而是結(jié)成拖著明亮尾巴的慧星形光斑,則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為慧差。

 

 

       3。像散:由位于主軸外的某一軸外物點(diǎn),向光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的斜射單色圓錐形光束,經(jīng)該光學(xué)系列折射后,不能結(jié)成一個(gè)清晰像點(diǎn),而只能結(jié)成一彌散光斑,則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為像散。

 

 

       4。場(chǎng)曲:垂直于主軸的平面物體經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)所結(jié)成的清晰影像,若不在一垂直于主軸的像平面內(nèi),而在一以主軸為對(duì)稱的彎曲表面上,即最佳像面為一曲面,則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為場(chǎng)曲。

 

 

       5?;儯罕粩z物平面內(nèi)的主軸外直線,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成像后變?yōu)榍€,則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為畸變。

 

 

       6。色差:由白色物點(diǎn)向光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出一束白光,經(jīng)該光學(xué)系列折射后,組成該束白光的紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等各色光,不能會(huì)聚于同一點(diǎn),即白色物點(diǎn)不能結(jié)成白色像點(diǎn),而結(jié)成一彩色像斑的成像誤差,稱為色差。

 

 

       球差、慧差所引起的成像模糊現(xiàn)象稱為光暈。 像散:由位于主軸外的某一軸外物點(diǎn),向光學(xué)系統(tǒng)發(fā)出的斜射單色圓錐形光束,經(jīng)該光學(xué)系列折射后,不能結(jié)成一個(gè)清晰像點(diǎn),而只能結(jié)成一彌散光斑。當(dāng)前后移動(dòng)像平面至某一位置(弧矢像面)時(shí),彌散光斑變成垂直于光學(xué)系統(tǒng)弧矢面的短線s。

 

 

       當(dāng)前后移動(dòng)像平面至另一位置(子午像面)時(shí),彌散光斑又變成垂直于光學(xué)系統(tǒng)子午面的短線t。在子午像面和弧矢像面之間可以找到一彌散光斑最小的成像平面,而在其余位置只能得到一介橢圓形彌散光斑,則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為像散。像散的大小由子午焦線t與弧矢焦線s之間的距離表示。 說明以下兩點(diǎn):

       1。子午像面:軸外物點(diǎn)的主光線與光學(xué)系統(tǒng)主軸所構(gòu)成的平面,稱為光學(xué)系統(tǒng)成像的子午面。位于子午面內(nèi)的那部分光線,統(tǒng)稱為子午光束。子午光束所結(jié)成的影像,稱為子午像點(diǎn)t。子午像點(diǎn)所在的像平面,稱為子午像面。

       2?;∈赶衩妫哼^軸外物點(diǎn)的主光線,并與子午面垂直的平面,稱為光學(xué)系統(tǒng)成像的弧矢面。位于弧矢面內(nèi)的那部分光線,統(tǒng)稱為弧矢光束。弧矢光束所結(jié)成的影像,稱為弧矢像點(diǎn)s?;∈赶顸c(diǎn)所在的像平面,稱為弧矢像面。

 

 

       場(chǎng)曲:當(dāng)調(diào)焦至畫面中央處的影像清晰時(shí),畫面四周的影像模糊;而當(dāng)調(diào)焦至畫面四周處的影像清晰時(shí),畫面中央處的影像又開始模糊。 畸變像差只影響影像的幾何形狀,而不影響影像的清晰度。這是畸變與球差、慧差、像散、場(chǎng)曲之間的根本區(qū)別。

 

 

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