西安电子科技大学-物理光学与应用光学-ppt-36.ppt

§9.2光学系统的像差根底

一、像差的一般概念(aberration)

二、球差(Sphericalaberration)

三、场曲和像散(Curvatureastigmatism)

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－光学系统的像差根底

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：以波动光学为根底，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－光学系统的像差根底

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－光学系统的像差根底

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异，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－光学系统的像差根底

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。