在七种像差几何像差中,哪些与孔径有关

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工程光学2008(第五章像差)
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几何光学课后部分习题答案2015
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光学系统设计(一)答案
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光学系统设计(一)答案
官方公共微信应用光学 第八章 像差概论
当前位置:第八章
像差概论-轴外像差&
  实际光学系统的成像是不的,光线经光学系统各表面传输会形成多种像差,使成像产生模糊、变形等缺陷。像差就是光学系统成像不程度的描述。光学系统设计的一项重要工作就是要校正这些像差,使成像质量达到技术要求。光学系统的像差可以用几何像差来描述,包括:
•& :
§ 8-2 和等晕条件  
•& 正弦条件  
  首先我们考虑离光轴很近的轴外点,称近轴轴外点。
当物距为无穷远时,经公式变换,可将正弦条件写成。
可以证明,满足正弦条件。
•& &&
当物在无穷远时化为
当为零时,等晕条件化为。
当物在无穷远时有
正弦差表征光学系统不满足等晕条件的程度。当正弦差不为零时,轴外点存在。
§ 8-3   
由于折射球面存在和,使轴外点衍生出一系列像差。
局部放大可画出各种轴外像差
•&   
当系统不满足时,轴外点存在彗差。
的交点偏离:子午彗差
的交点偏离:弧矢彗差
各环带上下、前后光线的会聚点相对于不同,孔径大的偏离大,靠近主光线的偏离小,所以仅有彗差时,将形成彗星状的弥散斑。
不同孔径U有不同的彗差,不同视场W有不同的彗差,所以彗差和孔径、视场都有关。
•&   
  对于宽光束,轴外和共轴系统的不重合,使出射光束失去对称,产生、像散和像面弯曲;
  对于细光束,为零,但像散和像面弯曲仍然存在。
  子午细光束像点在上,弧矢细光束像点在主光线和的交点上,两者之轴向距离为像散。当视场由小变大时,子午细光束像点和弧矢细光束像点会偏离高斯像面。如果把各视场的子午细光束像点或弧矢细光束像点连起来,将会得到弯曲的像面,这就是像面弯曲。
左图是对某具有很大像散和像面弯曲的光学系统的计算结果,表示了不同位置处的轴上点与轴外点单色光弥散斑,第一行是轴上点产生的弥散斑,第二行是轴外点产生的弥散斑,第三行数字表示位置,单位是微米。
计算一条主光线,即可按下式计算并画出:&
本图形由软件GA画出
曲线中纵轴是视场,横轴是像面弯曲。将子午像面弯曲(用T表示)和弧矢像面弯曲(用S表示)画在一起,即可知道像散,不必另画像散曲线。
想一想:若像散为零,像面弯曲是否存在?
像散为零时,子午细光束像点和弧矢细光束像点重合,但不与高斯像面重合,所以像面弯曲仍然存在,这种像面弯曲叫。
•&   
由图可见,当位置移动,与高斯像面交点高度变化,引起像的变形。
畸变仅是像的变形,不影响像的清晰度。有些光学系统只对清晰度要求高,对变形的要求可以降低。
实际像高比理想像高大,称正畸变,反之称负畸变。根据畸变的正负,等距的同心圆将会变成不同形状的不等距的同心圆,正方网格也会变成枕形或桶形。
  可用绝对畸变或相对畸变来度量畸变的大小。&
绝对畸变又称线畸变:
相对畸变是实际放大率与理想放大率的相对误差:
畸变曲线如右图。
本图形由软件GA画出
畸变特征:
对于,光阑前移
•&   
当为零即时,仍有,称为匹兹凡面弯曲。
这里,即第四赛得和数也叫匹兹凡和。
下面通过分析简单系统的匹兹凡和研究。
单个薄透镜的匹兹凡和
不为零。所以。
薄系统的匹兹凡和
接触的薄系统
一般总&0,折射率相差不大,匹兹凡和不可能为零。
分离的薄系统
正正分离对校正更不利,正负分离可校正
单厚透镜的匹兹凡和
若同号使,则可校正匹兹凡和。
设该厚透镜要校正
指导教师:李晓彤,岑兆丰
刘向东,毛小兰,郑臻荣
电子邮件地址:像差材料_图文_百度文库
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