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1、9.2 光学系统的像差基础,一、像差的一般概念(aberration) 二、球差(Spherical aberration) 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 (chromatic aberration),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
2、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：,(球差、彗差、场曲、像散和畸变 ),(轴向色差和垂轴色差 ),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,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:,横向球差:,Kh=1的光路的球差称为边光球差,2、球差分类球差,(1) 球差的幂级数表示,3、球
3、差的校正和估计 (1) 校正,(2) 估计,(2) 分类,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.,(1)、成像光线分析沿主光线细光束的成像,a 主光线 b 上光线 c 下光线 d 前光线 e 后光线,(2)、子午像点及其计算,(3)、弧矢像点及其计算,2、场曲和像散,1、场曲 子午场曲 弧氏场曲,2、像散,四、畸变光学系统的像差基础,1、一般描述,相对畸变,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),1、子午彗差彗差,表示,描述,2、弧矢彗差彗差,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。,2、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。,