慧差像散场曲畸变

慧差像散场曲畸变慧差像散场曲畸变第1页2第八章

成像质量评价慧差像散场曲畸变第2页3C8-2.慧差像散场曲畸变慧差像散场曲畸变第3页4回顾：色差（以轴上物点点衡量）兰绿红lF’-△lFC’lc’AF’Ac’慧差像散场曲畸变第4页5回顾：2.球差（轴上点单色像差）A-Umax-UhmaxhA’L’δL’△y’l’慧差像散场曲畸变第5页63、彗差了解成像光束光线全貌：子午平面和弧矢平面由轴外物点和光轴所确定平面称为子午平面过主光线且与子午平面垂直平面称为弧矢平面子午面和弧矢面正交于主光线慧差像散场曲畸变第6页7彗差是轴外物点发出宽光束经过光学系统后，并不会聚一点，相对于主光线而是呈彗星状图形一个失对称像差.慧差像散场曲畸变第7页8子午彗差指对子午光线度量彗差子午光线对交点离开主光线垂直距离KT’用来表示此光线对交点偏离主光线程度慧差像散场曲畸变第8页9弧矢彗差指对弧矢光线度量彗差弧矢光线对交点离开主光线垂直距离Ks’用来表示此光线对交点偏离主光线程度慧差像散场曲畸变第9页10折射后成像光束与主光束OBY’失去了对称性ABECODFAy’By’在折射前主光线是光束轴线，折射后主光线就不再是光束轴线不一样孔径光线在像平面上形成半径不一样相互错开圆斑慧差像散场曲畸变第10页11距离主光线向点越远，形成圆斑直径越大ABECODFAy’By’这些圆斑相互叠加结果就形成了带有彗星形状光斑光斑头部（尖端）较亮，至尾部亮度逐步减弱，称为彗星像差，简称彗差慧差像散场曲畸变第11页12彗差形成彗星状光斑慧差像散场曲畸变第12页13彗差形状有两种：彗星像斑尖端指向视场中心称为正彗差彗星像斑尖端指向视场边缘称为负彗差因为彗差没有对称轴只能垂直度量，所以它是垂轴像差一个彗差对成像影响：像清楚度，使成像质量降低慧差像散场曲畸变第13页14彗差对于大孔径系统和望远系统影响较大彗差大小与光束宽度、物体大小、光阑位置、光组内部结构（折射率、曲率、孔径）相关对于一些小视场大孔径系统（如显微镜），常见“正弦差”来描述小视场彗差特征。正弦差等于彗差与像高比值，用符号SC’表示慧差像散场曲畸变第14页15慧差像散场曲畸变第15页16彗差慧差像散场曲畸变第16页17彗差慧差像散场曲畸变第17页184、像散轴外点细光束成像，将会产生像散和场曲它们是相互关联像差轴外物点用细光束成像时，形成两条相互垂直且相隔一定距离短线像一个非对称性像差被称为像散Ats慧差像散场曲畸变第18页19Ats由子午光束所形成像是一条垂直子午面短线t称为子午焦线由弧矢光束所形成像是一条垂直弧矢面短线s称为弧矢焦线慧差像散场曲畸变第19页20Ats两条短线ts不相交但相互垂直且隔一定距离两条短线间沿光轴方向距离即表示像散大小用符号Xts’表示Xts’=Xt’-Xs’

当光学系统子午像点比弧矢像点更远离高斯像面，即lt’<ls’，像散Xts’为负值，反之，像散为正值像散是物点远离光轴时像差，且随视场增大而快速增大慧差像散场曲畸变第20页21这种即非对称又不会聚于一点细光束称为像散光束入瞳光学系统光屏这两条短线（焦线）光能量最为集中，它们是轴外点像慧差像散场曲畸变第21页22假如轴外物点是“十”字形图案Bt’Bs’lt’ls’B慧差像散场曲畸变第22页235、场曲场曲是像场弯曲简称。物平面形成曲面像一个像差.Ats形成：轴外点入射光束经系统后产生像散与入射孔径（视场）相关，即图中ts位置伴随入射孔径增大而远离理想像面。从而形成弯曲像场。慧差像散场曲畸变第23页24主光线Z理想像平面O1O2tslt’-xt’ls’-xs’l’子午场曲弧矢场曲慧差像散场曲畸变第24页25慧差像散场曲畸变第25页26像散和场曲现有区分又有联络※有像散必定存在场曲，但场曲存在是不一定有像散光学系统存在场曲时，不能使一个较大平面物体上各点同时在同一像面上成清楚像若按视场边缘调焦，边缘清楚，中心则含糊若按视场中心调焦，中心清楚，边缘则含糊慧差像散场曲畸变第26页276、畸变畸变是垂轴（横向）放大率随视场增大而改变，所引发一个失去物像相同像差畸变存在使轴外直线成为曲线像慧差像散场曲畸变第27页28枕形畸变（正畸变）：垂轴放大率随视场角增大而增大畸变桶形畸变（负畸变）：垂轴放大率随视场角增大而减小畸变无畸变正畸变负畸变慧差像散场曲畸变第28页29视场畸变用符号q表示式中实际放大率能够用实际主光线与高斯像面交点高度yz’与物高y之比表示y’为理想像高慧差像散场曲畸变第29页30称为相对畸变光学系统线畸变必须注意：1、畸变与其它像差不一样，它仅由主光线光路决定2、畸变存在仅引发像变形，但不影响成像清楚度慧差像散场曲畸变第30页31有些场所，假如畸变数值很小，是能够允许。但有些场所，畸变是非常有害如：计量仪器中投影物镜、航空测量物镜等（影响其测量精度）结构完全对称光学系统，以-1倍放大率成像，全部垂轴像差都能自动消除畸变是一个垂轴向差