§9.2 光学系统的像差基础
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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). §9.2 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 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
§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
-L'
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 :
'''' lLL
横向球差 :'tan'' ULT
-U U'
L'-L
n n'
O
l'
AA'
K 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 6
34
22
1' hAhAhAL
][][' 63
42
21 高级球差初级球差 hAhAhAL
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D
A
Ac
ad
b
e
a -主光线b -上光线c -下光线d -前光线e -后光线
b
a
c
d e
(2)、子午像点及其计算
At'
入瞳 D
O1
A
-t
t'
P
r
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t
In
t
In cos'cos'cos
'
'cos' 22
As'
(3)、弧矢像点及其计算
O1
入瞳 D
A
P As'
r
InIn
s
n
s
n cos'cos'
'
'
-s
s'
入瞳 D
O1
-lp
2 、场曲和像散
At' As'
A
l’
As'
ls’
At'
lt’ -xt'
-xs'
1 、场曲 子午场曲
弧氏场曲2 、像散
''' llx tt
''' llx ss
'' '''
st
st
llxxx
四、畸变-光学系统的像差基础 1 、一般描述
''' 0yyy ,'/)''(' 00 yyyq /)(' 0q相对畸变
y'
入瞳 D 出瞳 D'
A
y
y' 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 D
O1
A
-Kt
ya'
yc'
yb'
acbt yyyK '2/)''(' • 表示
• 描述
入瞳 D
O1
A
2 、弧矢彗差-彗差
-Ks
ya' yd'
ads yyK ''' • 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。
光学系统
A
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。
A
光学系统