-轴上像点的单色像差球差

1、应用光学讲稿 林 硕 E-mail: linshuo_8 83 3 轴上像点的单色像差：球差轴上像点的单色像差：球差应用光学讲稿实际上任何一个实际的光学系统都不可能理想成像实际上任何一个实际的光学系统都不可能理想成像,即成像不可能绝对的清晰和没有变形。即成像不可能绝对的清晰和没有变形。 所谓所谓像差像差就就是光学系统所成的实际像与理想像之间的差异。是光学系统所成的实际像与理想像之间的差异。 应用光学讲稿 对于共轴系统的轴上点来说，由于系统对光对于共轴系统的轴上点来说，由于系统对光轴对称，进入系统成像的入射光束和出射光束均轴对称，进入系统成像的入射光束和出射光束均对称于光轴对称于光轴. 轴上有限

2、远物点发出的以光轴为中心的、与轴上有限远物点发出的以光轴为中心的、与光轴夹角相等的同一锥面上的光线光轴夹角相等的同一锥面上的光线(对轴上无限对轴上无限远物点来说，对应以光轴为中心的同一柱面上的远物点来说，对应以光轴为中心的同一柱面上的光线光线)，经过系统以后，其出射光线位在一个锥，经过系统以后，其出射光线位在一个锥面上，锥面顶点就是这些光线的聚交点，而且必面上，锥面顶点就是这些光线的聚交点，而且必然位在光然位在光轴轴上，因此这些光线成像为一点。上，因此这些光线成像为一点。应用光学讲稿mU 故轴上物点发出的光束，经光学系统后不能相故轴上物点发出的光束，经光学系统后不能相交于一点，而成弥散的圆形像

3、斑的现象。称为球交于一点，而成弥散的圆形像斑的现象。称为球面像差。面像差。i rlru sinsinrILrU 截距随孔径角而变化截距随孔径角而变化:应用光学讲稿一、球差的定义一、球差的定义 A1A 0不同孔径光线对理想像点的位置之差lLL,L应用光学讲稿二、球差的表示方法二、球差的表示方法 lLLLl大口径边缘光线对距系统最后一面的距离大口径边缘光线对距系统最后一面的距离近轴（理想）像点位置近轴（理想）像点位置L符号规则：由理想像点计算到实际光线交点符号规则：由理想像点计算到实际光线交点应用光学讲稿 为为 了全面而又概括地表示出不同孔径的球差，了全面而又概括地表示出不同孔径的球差，我们一般从

4、整个公式中取出我们一般从整个公式中取出1.0, 0.85, 0.7071, 0.5, 0.3这个孔径光束的球差来描述整个光束的结构。这个孔径光束的球差来描述整个光束的结构。 如果系统理想成像，则所有出射光线均交于理想如果系统理想成像，则所有出射光线均交于理想像点像点 , 球差球差 。 反之球差值越大，反之球差值越大， 成像质量越差。成像质量越差。 ,1.00.850.70710.50.30LLLLL,0A应用光学讲稿三、存在球差时的像点形状三、存在球差时的像点形状 最小弥散圆最小弥散圆应用光学讲稿应用光学讲稿 大孔径产生的球差大孔径产生的球差应用光学讲稿如果将正负透镜组合起来，能否使球差得到校

5、正？如果将正负透镜组合起来，能否使球差得到校正？这种组合光组被称为这种组合光组被称为消球差光组消球差光组应用光学讲稿一般意义来说：一般意义来说：单透镜的球差特征单透镜的球差特征LLlL负球差（凸透镜）负球差（凸透镜）0（出射光束是发散光束出射光束是发散光束）（出射光束是会聚光束出射光束是会聚光束）应用光学讲稿加发散透镜消除球差加发散透镜消除球差应用光学讲稿消球差的基本思路消球差的基本思路应用光学讲稿欠校正欠校正校正边校正边光球差光球差过校正过校正应用光学讲稿球差应用光学讲稿球差应用光学讲稿应用光学讲稿 一个光学系统，知其只包含初级和二级球差，更高级的球差很小可忽略不计。已知该系统的边光球差0，

6、0.707带光球差0.015，求(1)表示出此系统的球差随相对高度的展开式，并计算0.5和0.85带光球差；(2)边缘光的初级球差和高级球差低应用光学讲稿 弧矢面：过主光线和子午面垂直的平面弧矢面：过主光线和子午面垂直的平面8-4 轴外像点的单色像差轴外像点的单色像差 子午面：主光线和光轴决定的平面子午面：主光线和光轴决定的平面主光线：某视场点发出的通过入瞳中心的实际光线主光线：某视场点发出的通过入瞳中心的实际光线应用光学讲稿一一. .子午像差子午像差 子午光线对子午光线对子午光线对交点子午光线对交点子午光线对交点子午光线对交点与理想像平面不重合与理想像平面不重合同样，子午光线对交点与主光线不重合同样，子午光线对交点与主光线不重合TB应用光学讲稿 子午场曲子午场曲: 子午光线对交点到理想像面的距离子午光线对交点到理想像面的距离TXTK 子午彗差：子午光线对交点到主光线的距离子午彗差：子午光线对交点到主光线的距离 孔径选取：孔径选取：( 1， 0.85, 0.7071, 0.5, 0.3)hm应用光学讲稿txtTTxXL 细光束子午场曲：子午细光线对交点到理想像面的距离细光束子午场曲：子午细光线对交点到理想像面的距离 轴外子午球差轴外子午球差