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《《光學系統(tǒng)的像差》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、理想成像的要求出入射光束為同心光束，只有近軸區(qū)成像才是理想成像。像差概念的導出實際光學系統(tǒng)中,存在著遠軸區(qū)產(chǎn)生的實際像與近軸區(qū)產(chǎn)生的理想像之間的偏離。此時,從物體上任一點發(fā)出的光束通過光學系統(tǒng)后不能會聚為一點,而形成一彌散斑,使像不能嚴格地表現(xiàn)出原物體形狀,這就是像差。實際光學系統(tǒng)中軸上點的成像單色像差球差——軸上點寬光束像差彗差——軸外點寬光束像差像散——軸外點細光束像差像面彎曲（簡稱場曲）畸變球差軸上物點以寬光束成像時產(chǎn)生的像差。不同孔徑角的光線所成的像點相對于理想像點的位置偏離。由于此球差是沿光軸方向度量的，也稱為軸向球差軸上物點的單色像差——球差此處光束截面最小理想像面位置
2、正透鏡球差圖示理想像面位置彌散斑半徑-?T′-?L′l′L′-lA-UU′球差的存在，使像面上形成一個彌散斑，其半徑稱為垂軸球差負透鏡球差圖示理想像面位置?L′-l′-L′-lA-U-U′-?T′球差軸上物點發(fā)出的寬光束經(jīng)薄透鏡后不再交于一點度量球差大小會聚透鏡發(fā)散透鏡可選取不同曲率的透鏡或復合透鏡消球差影響球差的主要因素：隨物方孔徑角的增大而增大與透鏡形狀有關(guān)與焦距有關(guān)，焦距越長，球差越小軸外像差彗差——軸外點寬光束像差像散——軸外點細光束像差像面彎曲（簡稱場曲）畸變慧差P慧尾形的彌散像子午面 由軸外物點B和光軸組成的對稱面入瞳Bz弧矢面 通過主光線和子午面垂直的面主光線：由軸外
3、物點B發(fā)出并通過入瞳中心的光線入瞳Bz子午彗差：子午面上、下光線的交點BT′到主光線在垂直光軸方向的偏離，稱為子午彗差，用符號KT′表示。Ba′Bz′Bb′abzBA入瞳KT′C弧矢彗差：弧矢面上前、后光線的交點BS′到主光線在垂直光軸方向的偏離，稱為弧矢彗差，用符號KS′表示?；兊漠a(chǎn)生對于一般實際光學系統(tǒng)來說，只有在近軸區(qū)垂軸放大率才是常數(shù)。當視場增大時，像的垂軸放大率便會隨視場變化而異，這將會使像相對于原物失去相似性。這種使像變形的成像缺陷就稱為畸變。如光學系統(tǒng)存在正畸變即實際像高大于理想像高，所成的像為枕形，負畸變則成桶形。畸變只引起變形，不影響像的清晰度桶形畸變枕形畸變像
4、失真，但不影響像的清晰度（是由于垂軸放大率不同）.畸變光學系統(tǒng)對共軛面上不同高度的物體垂軸放大率不同產(chǎn)生畸變.正畸變負畸變物像畸變使像變形五、色像差用白光進行成像時，除了每種單色光仍會產(chǎn)生五種單色像差外，還會因不同色光有不同折射率造成的色散，而使不同的色光有不同的傳播光路，從而呈現(xiàn)出因不同色光的光路差別而引起的像差，稱之為色像差（簡稱色差）。色像差因性質(zhì)不同而分為位置色差和倍率色差兩種。色差:位置（軸向）色差倍率（橫向）色差位置色差是描述2種色光對軸上物點成像位置差異的色差。正透鏡位置色差圖示白光CFLF?LC?-?LFC?AAF′AC′軸上物點發(fā)出的大孔徑光線不聚焦于一點P負透鏡
5、位置色差圖示?LFC?-LC?-LF?-LA因色差的存在，軸上點成像是一個彌散斑，在a點和在c點看到的彌散斑顏色有何不同？不同波長的光，焦距不同,像的位置不同．在1,2,3三截面上,形成的光環(huán)半徑不同.近軸物近軸光線成像的色差色差嚴重影響光學系統(tǒng)成像性質(zhì)，一般光學系統(tǒng)都必須校正色差?？梢杂谜撏哥R適當組合來校正位置色差。影響位置色差的主要因素：隨孔徑角的增大而增大與光學材料的折射率和色散率有關(guān)與透鏡的焦距有關(guān)上排為位置色差，下排為球差，兩者均為軸上像差倍率色差此是一種因不同色光成像的高度（也即倍率）不同而造成的像大小差異的色差。它是以兩種色光（此即F光和C光）的主光線在高斯像面上的
6、交點高度之差來度量，以符號?YFC′表示之。倍率色差圖示入瞳CFYF?YC?-?YFC?ABF′BC′B倍率色差隨視場的增大而增大，由于倍率色差的存在，使物體邊緣呈現(xiàn)彩色，從而，造成白光所成的像呈現(xiàn)彩色斑。對于一般光學系統(tǒng)來說，球差、慧差和位置色差這三種對對成像性質(zhì)影響較大，所以首先考慮消除，因人眼具有自動校正色差功能，故影響成像質(zhì)量主要是球差和慧差。光學設(shè)計的意義盡管光學系統(tǒng)有一系列像差，而且一般總不能將其完全校正和消除。但由于人眼和所有其它光能接收器也有一定的敏感缺陷，只要使得各種像差的數(shù)值小于一個容許的限度，人眼和其它光接收器還是覺察或反映不出其成像的不完善性。這樣的光學系統(tǒng)
7、從實用意義來說，可認為是理想的。影響倍率色差的主要因素：隨視場的增大而增大；與光闌位置有關(guān)；與光學材料的折射率和色散率有關(guān)軸外物點發(fā)出的同心光束，由于此斜向細光束的子午面和弧矢面相對折射球面的位置不同，使子午和弧矢面在球面上的截線曲率不同。使水平方向和豎直方向的光線的聚焦點在不同平面上像散和場曲（2）像散（軸外點細光束）透鏡光軸子午焦線弧矢焦線物點物面像面像的質(zhì)量最好像散圖示子午、弧矢2個方向的光束在主光線上不同位置分別產(chǎn)生2條相互垂直的前后焦線，稱…lslt最小彌散
