光学系统的像差基础课件

§9.2光学系统的像差基础一、像差的一般概念(aberration)二、球差(Sphericalaberration)三、场曲和像散(Curvature&astigmatism)

1、轴外物点沿主光线的细光束成像

(1)成像光线分析

(2)子午像点

(3)弧矢像点

2、场曲和像散四、畸变(Distortion)五、彗差(Coma)

1、子午彗差

2、弧矢彗差六、色差(chromaticaberration)§9.2光学系统的像差基础一、像差的一般概念(aberr一、像差的一般概念－光学系统的像差基础

1、像差

在光学系统中，实际像与理想像的偏差。2、像差分析方法

几何像差法：以特征光线经过光学系统后出射光线在横向或纵向与理想像的偏差分析像差的方法。

波像差法：以波动光学为基础，以实际波面和同位相的理想像的波面的偏差分析像差的方法。3、像差的分类：像差单色像差复色像差[色差](球差、彗差、场曲、像散和畸变

)(轴向色差和垂轴色差)一、像差的一般概念－光学系统的像差基础1、像差像差单色像差二、球差－光学系统的像差基础

1、球差及其表示2、球差分类3、球差的校正和估计4、折射球面不产生球差的条件二、球差－光学系统的像差基础1、球差及其表示-dL'1、球差及其表示－球差

轴上单色同心光束经过光学系统,不同孔径光线交光轴不同位置,结果在理想像面上形成了以高斯像点为中心的弥散斑,这种成像上的缺陷称为球差.

(1)球差(2)表示

轴向球差:-dT'横向球差:-UU'L'-Lnn'Ol'AA'Kh=1的光路的球差称为边光球差-dL'1、球差及其表示－球差轴上单色同心光束经过光学系2、球差分类－球差(1)球差的幂级数表示3、球差的校正和估计

(1)校正(2)估计(2)分类2、球差分类－球差(1)球差的幂级数表示3、球差的校正和估4、折射球面不产生球差的条件(1)l=0,即物体位于折射球面的顶点;(2)i=i',即物体位于折射球面的曲率中心(l=r);(3)i=u'或u=i',即l=(n+n')r/n,这时l'=(n+n')r/n';

这一对共轭点称为不晕点或齐明点.4、折射球面不产生球差的条件(1)l=0,即物体位于折(1)、成像光线分析－沿主光线细光束的成像O1入瞳DAAcadbea

－主光线b

－上光线c

－下光线d

－前光线e

－后光线bacde(1)、成像光线分析－沿主光线细光束的成像O1入瞳DAAca(2)、子午像点及其计算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(2)、子午像点及其计算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(3)、弧矢像点及其计算O1入瞳DAPAs'-ss'(3)、弧矢像点及其计算O1入瞳DAPAs'-ss'入瞳DO1-lp2、场曲和像散At'As'Al’As'ls’At'lt’-xt'-xs'1、场曲子午场曲弧氏场曲2、像散

入瞳DO1-lp2、场曲和像散At'As'Al’As'ls’四、畸变－光学系统的像差基础

1、一般描述

相对畸变y0'入瞳D出瞳D'A-yy'

轴外物点的主光线和高斯像面的交点高度与其高斯像高的差别，即为畸变。2、表示正畸变(枕形畸变)负畸变(桶形畸变)四、畸变－光学系统的像差基础1、一般描述相对畸变y0'1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描述1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描入瞳DO1A2、弧矢彗差－彗差-Ksya'yd'表示描述入瞳DO1A2、弧矢彗差－彗差-Ksya'yd'表示描述六、色差－光学系统的像差基础

1、轴向色差(位置色差)

光轴上同一个物点发出的光波频率不同的同心光束，不同频率光波将会聚在光轴上不同位置。光学系统A2、垂轴色差(倍率色差)

轴外同一个物点发出的光波频率不同的同心光束，不同频率光波将会聚在像平面不同位置。A光学系统六、色差－光学系统的像差基础1、轴向色差(位置色差)光轴§9.2光学系统的像差基础一、像差的一般概念(aberration)二、球差(Sphericalaberration)三、场曲和像散(Curvature&astigmatism)

1、轴外物点沿主光线的细光束成像

(1)成像光线分析

(2)子午像点

(3)弧矢像点

2、场曲和像散四、畸变(Distortion)五、彗差(Coma)

1、子午彗差

2、弧矢彗差六、色差(chromaticaberration)§9.2光学系统的像差基础一、像差的一般概念(aberr一、像差的一般概念－光学系统的像差基础

1、像差

在光学系统中，实际像与理想像的偏差。2、像差分析方法

几何像差法：以特征光线经过光学系统后出射光线在横向或纵向与理想像的偏差分析像差的方法。

波像差法：以波动光学为基础，以实际波面和同位相的理想像的波面的偏差分析像差的方法。3、像差的分类：像差单色像差复色像差[色差](球差、彗差、场曲、像散和畸变

)(轴向色差和垂轴色差)一、像差的一般概念－光学系统的像差基础1、像差像差单色像差二、球差－光学系统的像差基础

1、球差及其表示2、球差分类3、球差的校正和估计4、折射球面不产生球差的条件二、球差－光学系统的像差基础1、球差及其表示-dL'1、球差及其表示－球差

轴上单色同心光束经过光学系统,不同孔径光线交光轴不同位置,结果在理想像面上形成了以高斯像点为中心的弥散斑,这种成像上的缺陷称为球差.

(1)球差(2)表示

轴向球差:-dT'横向球差:-UU'L'-Lnn'Ol'AA'Kh=1的光路的球差称为边光球差-dL'1、球差及其表示－球差轴上单色同心光束经过光学系2、球差分类－球差(1)球差的幂级数表示3、球差的校正和估计

(1)校正(2)估计(2)分类2、球差分类－球差(1)球差的幂级数表示3、球差的校正和估4、折射球面不产生球差的条件(1)l=0,即物体位于折射球面的顶点;(2)i=i',即物体位于折射球面的曲率中心(l=r);(3)i=u'或u=i',即l=(n+n')r/n,这时l'=(n+n')r/n';

这一对共轭点称为不晕点或齐明点.4、折射球面不产生球差的条件(1)l=0,即物体位于折(1)、成像光线分析－沿主光线细光束的成像O1入瞳DAAcadbea

－主光线b

－上光线c

－下光线d

－前光线e

－后光线bacde(1)、成像光线分析－沿主光线细光束的成像O1入瞳DAAca(2)、子午像点及其计算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(2)、子午像点及其计算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(3)、弧矢像点及其计算O1入瞳DAPAs'-ss'(3)、弧矢像点及其计算O1入瞳DAPAs'-ss'入瞳DO1-lp2、场曲和像散At'As'Al’As'ls’At'lt’-xt'-xs'1、场曲子午场曲弧氏场曲2、像散

入瞳DO1-lp2、场曲和像散At'As'Al’As'ls’四、畸变－光学系统的像差基础

1、一般描述

相对畸变y0'入瞳D出瞳D'A-yy'

轴外物点的主光线和高斯像面的交点高度与其高斯像高的差别，即为畸变。2、表示正畸变(枕形畸变)负畸变(桶形畸变)四、畸变－光学系统的像差基础1、一般描述相对畸变y0'1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描述1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描入瞳DO1A2、弧矢彗差－彗差-Ksya'yd'表示描