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1、4-10 透镜的像差透镜的像差(Lens Aberrations) 1 像差的基本概念像差的基本概念 如果成像系统：如果成像系统： 1）不能将一个物点唯一地变换成一个像点；）不能将一个物点唯一地变换成一个像点； 像差像差单色像差单色像差(monochromatic aberration)色差色差(chromatic aberration)或者或者 2）物像平面上各点的线放大率不同）物像平面上各点的线放大率不同-uuPP近轴条件下：近轴条件下： 单色像差的来源单色像差的来源球面球面系统在系统在近轴条件近轴条件下可以下可以理想成像理想成像物像一一对应物像一一对应非近轴情况下，三次幂以上项不能忽略非
2、近轴情况下，三次幂以上项不能忽略-uuPP出现三级以上像差出现三级以上像差 球面系统不能理想成像球面系统不能理想成像三级像差三级像差(或初级像差或初级像差)-5种：种： 1) 球差球差(spherical aberration)2) 慧差慧差(coma)3) 像散像散(astigmatism)和场曲和场曲(curvature of field)4) 畸变畸变(distortion)2 球差球差(Spherical aberration) 轴轴上上物物点点发发出出的的大大孔孔径径光光线线不不聚聚焦焦于于一一点点 PP球差 近轴光线近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光
3、线非近轴光线非近轴光线近轴光线近轴光线FSfs球差的定量：球差的定量：dL = f-s FSsfsdL 0 - 正球差正球差dL 0 - 正慧差正慧差dH 0 - 正像散差正像散差dL 0 - 负像散差负像散差 场曲的产生场曲的产生物平面对应的子午面、弧矢面、最小弥散圆平面为曲面物平面对应的子午面、弧矢面、最小弥散圆平面为曲面场曲场曲与像散结伴而生与像散结伴而生像散和场曲的校正：像散和场曲的校正： 复合透镜复合透镜 加光阑加光阑非球面透镜；非球面透镜； 物平面物平面 枕形畸变枕形畸变 桶形畸变桶形畸变 5 畸变(Distortion) 类似于正球差，入射角度大的出射光线比理想成像光线类似于正球差，入射角度大的出射光线比理想成像光线向光轴偏折得更厉害向光轴偏折得更厉害离光轴远的物点放大率变小离光轴远的物点放大率变小光阑在透镜前面光阑在透镜前面桶形畸变桶形畸变光阑在透镜后面，情况相反光阑在透镜后面，情况相反枕形畸变枕形畸变 光阑消除畸变光阑消除畸变 6 色差色差(Chromatic aberration) 色差的产生色差的产生 P 色差的消除色差的消除 PPn1n2
