几何像差概述球差讲解.pptx

几何像差概述-球差主讲人：夏锦涛

知识目标掌握理想成像的概念掌握几何像差的种类掌握球差产生的原因掌握消除球差的方法能力目标思政目标能够掌握像差的类型以及球差产生的原因具有工匠精神学习目标

物空间一条直线对应于像空间唯一的一条直线，这一相对应的直线称为物空间、像空间的共轭线。物空间一点对应于像空间唯一的一点，称之为物空间、像空间的共轭点。理想成像如果物空间一点位于一条直线上，其像空间的共轭点必位于该直线的共轭线上。点******点直线******直线平面******平面

几何像差概述实际光学系统中，存在着远轴区产生的实际像与近轴区产生的理想像之间的偏离。此时，从物体上在任一点发出的光束通过光学系统后不能会聚为一点，而形成一弥散斑，或者使像不能严格地表现出原物体形状，这就是像差。

高斯公式：理想像：可用近轴光路计算公式。光学成像???牛顿公式：实际像：应用实际光路计算公式。或

单色光成像：球差：（轴上点、宽光束、轴外点）与球波面的差慧差：（轴外点、宽光束）彗星状像差像散：（轴外点、宽光束、细光束）子午相差、弧矢像差像面弯曲（简称：场曲）（轴外点、宽光束、细光束）与高斯像面差畸变：（轴外点、主光线）放大率之差复色光：色差（位置色差、倍率色差）位置色差：（轴上点、多色光、宽光束）倍率色差：（轴外点、多色光、主光线）几何像差分类

靠近光轴的光线比离光轴较远的光线较为紧密的汇聚在一个点上，光线不能汇聚在一个理想的焦点上。图1球差球差是由于透镜球面上各点的聚光能力不同而引起的。轴上物点以宽光束成像时，由于近轴光线与远轴光线的会聚点并不一致，所成像不是一个点，而是一个以光轴为中心对称的弥散斑，这种像差称为球差。球差

轴上物点发出的同心光束经光学系统后不再是同心光束。对于不同孔径的光线，将会聚在光轴不同的位置，相对于理想像点有不同程度的偏离。轴向球差图2正透镜球差图示?L′=L′?l′

光束在高斯像面上并不是会聚于一个点，而是一个圆形的弥散斑。?T′=?L′tanU′=(L′?l′)tanU′正透镜：l’L’0?L’0 负球差垂轴球差图2正透镜球差图示

负透镜：l’L’0?L’0 正球差由此可知，球差随光束孔径角的增大而增大，其次，还随其透镜的形状、焦距不同而变化。当光学系统存在严重球差时，像就变得模糊不清。所以，任何光学系统都必须校正好球差。球差图3负透镜球差图示

球差的校正单个正透镜产生负球差，单个负球镜产生正球差。将正、负透镜组合使用，可使各自产生的球差相互抵消，从而消除球差。减小光阑直径消除球差。采用非球面镜消除球差。高折射率材料消除球差。齐明透镜无球差。多透镜减小球差。备注：眼镜片的前后表面可认为是正负透镜的组合。球差

小结：理想成像的概念几何像差的分类球差产生的原因有哪些消除球差的方法有哪些

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