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ka2012

2020-07-15 12:22

光學(xué)系統(tǒng)中的幾種像差詳解

理想光學(xué)系統(tǒng)對近軸物體發(fā)出的窄光束能理想成像，即每一個物點(diǎn)對應(yīng)一個像點(diǎn)；每一個物平面對應(yīng)一個像平面，而且系統(tǒng)對同一物平面上的點(diǎn)的橫向放大率是一個常數(shù)。由于實際的光學(xué)系統(tǒng)中非近軸物點(diǎn)和非近軸光線也參與成像，因此實際像與理想像之間存在著偏差，這種偏差就是像差。像差可分為單色像差和色差兩種。共軸系統(tǒng)的單色像差可分為球差、彗差、像散、場曲和畸變五種。色差是由于光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡材料對不同波長的光折射率不同產(chǎn)生色散而導(dǎo)致的像差。下面本文將介紹幾種像差的詳解。

1.球差
入射到薄透鏡上的平行于主光軸的單色光束，如果是近軸光線，則經(jīng)過透鏡折射后與光軸交于一點(diǎn),為共軛點(diǎn)。如果不是近軸光線，而是大孔徑光束，則折射光線與主軸的交點(diǎn)就不是一點(diǎn)了。例如凸透鏡邊緣的光線的聚焦點(diǎn)比近軸光線的聚焦點(diǎn)離透鏡光心近一些；而凹透鏡邊緣的光線折射后的虛焦點(diǎn)離透鏡光心要近一些。因此軸上物點(diǎn)發(fā)出的單色大孔徑光束經(jīng)透鏡折射后不能再會聚于一點(diǎn)，即不能產(chǎn)生一個共軛像點(diǎn)，而將得到的是一個擴(kuò)展的像斑。這樣的像差叫球面像差，簡稱球差。