光学系统像差基础

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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(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)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

2、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)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-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'-Ln

3、n'Ol'AA'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O1入瞳DAAcadbea－主光线b－上光线c－下光线d－前光线e－后光线bacde(2)、子午像点及其计算At'入瞳DO1A

4、-tt'PAs'(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)1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'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)

5、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