几何光学像差理论模板课件

第六章像差理论一、概述二、轴上点的球差三、彗差四、像散五、场曲六、畸变七、色差第六章像差理论1概迷理想成像的条件(1)物面上每一个发光点在像方是一个清晰的像点;1像(物点发出的同心光束在像方仍保持是同心光束)的像(2)垂直于光轴的平面上各点的像,必须是在垂直于是光轴的同一个平面上清晰度否变(3)每个垂直于光轴的像平面内,各像点的放大率相形同,从而保持物、像的几何相似性;(4)像的各部分应保持具有与物同样的彩色。像出现不正确的彩色,并发生像模糊。★像差(Aberrations):实际像与理想像之间的差异现象。概迷22、几何像差)单色像差(Monochromaticaberrations)a.球面像差宽光束引起的b.彗形像差C.像散;d像场弯曲;}远轴物、窄光束引起的e.畸变产生原因:sinO≈Osin(≈b3!5!7!近轴光学:理想成像(2)色像差(Chromaticaberrations):f.位置(轴向)色差g倍率(垂轴)色差非单色物引起的n=n(2)2、几何像差33、基本概念(1)主截面:包含光轴的任一平面。(2)子午面:物点所在的主截面★对于轴上物点,任一主截面都是子午面。(3)弧矢面:与子午面垂直的主截面(4)理想像(高斯像)。3、基本概念4二、球差(SphericalAberration)高斯像面、定义oLmL=-l(轴向)球差:轴上物点发出的同心、宽光束经光学系统后,6C′=L-1不再是同心光束。对于不同孔径角(入射高相对于理想像点有不同程度的偏离。→垂轴球差:光束在高斯像面上并不是会聚于一个象点,而是一个圆形的弥散斑。oT=LtanU′=(L-1)tanU二、球差(SphericalAberration)52、相关性质球差是轴上点像差,具有关于光轴对称性。★球差是光束孔径角(或入射高度)的函数。DL′=∑Ah2∑aU12★单个透镜:1)正(会聚)透镜:负球差偏折方向2)负〔发散)透镜:正球差相反共轴球面系统中,单透镜只能产生球差,而正、负透镜组合则有可能校正某个高度的球差。2、相关性质63、不晕点(齐明点)不产生球差的共轭点位置。★物、像均位于球面顶点L=0L=0.,B=1★物、像位于球面的曲率中心:sin-sin=0Ⅰ=I=0L=L=r★物、像位置:I=UL=(n+n)r/nL'=(n+nr/n3、不晕点(齐明点)74、消除球差的方法(1)加光阑,选择近轴光束球面德片(2)正、负透镜组合进行校正;(3)采用非球面透镜5、小结轴上物点1)像点位置的轴向偏离:球差宽光束(不同孔径角)2)高斯像面上的弥散圆斑:垂轴球差**问题:(1)轴外物点是否有类似球差的现象?(2)轴外物点发出的宽光束,其对称轴是什么?4、消除球差的方法8彗形像差(Coma,ComaticAberration)1、轴外物点发出的宽光束:对称轴为过物点-球心的辅助轴。高斯像面★子午面(1)像点位置的轴向偏离(球差):表现在沿辅轴方向上的偏离。(2)高斯像面上的垂轴变化:所有光线在高斯面上仍不交于同一像点,并且不是一个简单的弥散圆斑,而形成彗形像差!彗形像差(Coma,ComaticAberration)9★透镜截面高斯像面★子午面★尖端亮点:靠近主光线的细光束的交点2、彗差:轴外物点发出的宽光束,经过透镜不同环带的光线束,在高斯像面上形成一系列大小不同、相互交叠的弥散圆斑;各圆斑中心在一条直线上,与主轴有不同的距离;形成一个有尖端亮点、如同彗星形状的像★透镜截面10几何光学像差理论模板课件11几何光学像差理论模板课件12几何光学像差理论模板课件13几何光学像差理论模板课件14几何光学像差理论模板课件15几何光学像差理论模板课件16几何光学像差理论模板课件17几何光学像差理论模板课件18几何光学像差理论模板课件19几何光学像