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1、应用光学讲稿§8-3轴上像点的单色像差：球差林硕Email: linshuo_pv 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, 即成像不可能绝对的清晰和没有变形。所谓像差就是光学系统所成的实际像与理想像之间的差异。单色小5L轴外点橡差球差彗趙色铲色差 L倍率色差正弦差应用光学讲稿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 对称于光轴.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（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 光线），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
2、聚交点，而且必 然位在光轴上，因此这些光线成像为一点。应用光学讲稿应用光学讲稿应用光学讲稿应用光学讲稿截距随孔径角而变化:I Y 厂=+厂UTf rsinTL = r +sin Ur故轴上物点发出的光束，经光学系统后不能相 交于一点，而成弥散的圆形像斑的现象。称为球 面像差。丄i应用光学讲稿一、球差的定义I应用光学讲稿I应用光学讲稿不同孔径光线对理想像点的位置之差6LrLr-rI应用光学讲稿二、球差的表示方法SLrLr-rLr大口径边缘光线对距系统最后一面的距离T近轴（理想）像点位置SLr符号规则：由理想像点计算到实际光线交点为了全面而又概括地表示出不同孔径的球差,我们一般从整个公式中取出10
3、,085, 0.7071，05, 03 这5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像点4），球差兀0 -兀）.85 -兀）.7071 -兀）.5二兀）.3二。 反之球差值越大，成像质量越差。应用光学讲稿应用光学讲稿最小弥散圆园f应用光学讲稿应用光学讲稿应用光学讲稿大孑L径产生的球差应用光学讲稿如果将正负透镜组合起来，能否使球差得到校正?这种组合光组被称为消球差光组应用光学讲稿球差的校正单透镜的球差特征一般意义来说:单正透镜产生负球差，自身无法单独消球差 单负透镜产生正球差,自身无法单独消球差r 8L!<0负球差（凸透镜）（出射光束是会聚光束）5L
4、r = Lf-r加发散透镜消除球差应用光学讲稿消球差的基本思路采用正、负透镜组合进行正负球差补偿，实现消球差 由于球差与入射高度或孔径角的偶数次方函数，因此,只能正对某一入射高度或孔径角度来消球差。通常使初级球差与高级球差大小相等，符号相反，在边缘光带处补偿球差，使球差校正为零。欠校正校正边光球差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 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。已知该系统旳边光球差 =0, 0.707带光球差= -0.015,求(1)表示岀此系统 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咼级球差
5、& + & 二 0- -0.06(1* =>4x0.7072 + Ax0.7074 =-0.015 U =0,06k *£:.&'o-O.O1U'O5-O.O1125况;低二4 = -°°6型;髙=4 = °°6§8-4轴外像点的单色像差应用光学讲稿应用光学讲稿主光线:某视场点发出的通过入瞳中心的实际光线应用光学讲稿应用光学讲稿子午面：主光线和光轴决定的平面弧矢面：过主光线和子午面垂直的平面应用光学讲稿一.子午像差子午光线对子午光线对交点子午光线对交点 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子午场曲：子午光线对交点到理想像面的距离X't子午彗差：子午光线对交点到主光线的距离孔径选取：（土 1，± 0.85, 土 0.7071， 土 0.5, 土 0.3）hm应用光学讲稿细光束子午场曲：子午细光线对交点到理想像面的距离轴外子午球差：子午宽光束交点到细光束交点的距离应用光学讲稿应用光学讲稿应用光学讲稿当像高减小时：B； T近轴的理想像点, Bt T轴上物点的像点 XL；（子午球差）二Xf 二刃;（轴上球差）应用光学讲稿