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* * 第12章像差综述 12.1 像差计算综述 一、总结 1、对于轴对称光学系统，轴上物点成像只产生球差和位置色差。 一般对三种色光作近轴光线、0.707带光线和边缘光线的追迹后，画出三色球差曲线，全面判断轴上点像差的校正情况。 2、垂轴平面上近轴轴外点或大孔径小视场系统的轴外点，可根据轴上点光线的追迹结果，计算正弦差来判知其像质。 3、对于远离光轴的轴外点会产生所有像差。至少计算边缘视场、0.707带视场，孔径取近轴光线、0.707带光线和边缘光线进行追迹。 4、对于某些不能忽略高级像差的系统，一般计算六个视场， 除了轴上点外，每个视场计算十一条子午光线和五条弧矢光线。 4、一般的光学系统，当结构型式一定时，结构参数的改变对高级像差的影响很小，修改时只要改变初级像差，就能使实际像差获得校正和最佳平衡。 计算初级像差具有重大意义。 二、七种初级像差 单色像差 球差 弧矢彗差 像散 像面弯曲 其中 色差 位置色差 倍率色差 畸变 讨论 1、凡属垂轴方向度量的像差，u’的因次是一次；凡属沿轴方向度量的像差，u’的因次是二次。 2、轴向像差反映到高斯像面时，成一弥散斑。对此弥散斑的大小进行度量，即得到与该轴向像差对应的垂轴像差。 下面统一把像差在垂轴方向度量： 垂轴球差 弧矢彗差 垂轴像散 垂轴场曲 畸变 色差 垂轴位置色差 倍率色差 讨论 1、对于单色像差，与之成比例的孔径u和视场W的因次之和为3次，初级像差又称为三级像差，二级像差称为五级像差。 2、计算初级像差只需对第一近轴光线和第二近轴光线进行追迹。 特殊情况： 1、 公式不变 2、 按上面公式计算 12.2 像差特性曲线 将轴外点子午光束的计算结果画成 ：子午光线与高斯像面的交点高度 为坐标原点 ---子午像差特性曲线 由子午像差特性曲线可获得全部子午像差 一对对称光线的点a和b的连线与横轴的交点到 的距离为该对光线的子午彗差； 主光线 处的斜率为子午细光束的像面弯曲 ； 到纵轴的距离为畸变。 轴外子午球差为宽光束场曲 与细光束场曲 之差。 某对光线的场曲 就是特性曲线中对应点a和b的连线的斜率。 当主光线二边二条光线无限靠近主光线时， 的极限就是细光束子午场曲。 1、轴外像差的性质 无纵轴重合表示无任何像差 与纵轴平行的直线表示只有畸变 倾斜的直线表示像面弯曲 曲线的偶次弯曲是彗差的标志 曲线的奇次弯曲是球差的标志。 2、校正和改善像差 3、子午光束的弥散情况 4、怎样合理拦光 5、最佳光阑位置如何 12.3 平行平板的初级像差系数 平行平板对平行光束不产生任何像差，在非平行光束中产生的像差须由其他透镜补偿。