光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)課件

§9.2光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)一、像差的一般概念(aberration)二、球差(Sphericalaberration)三、場(chǎng)曲和像散(Curvature&astigmatism)

1、軸外物點(diǎn)沿主光線的細(xì)光束成像

(1)成像光線分析

(2)子午像點(diǎn)

(3)弧矢像點(diǎn)

2、場(chǎng)曲和像散四、畸變(Distortion)五、彗差(Coma)

1、子午彗差

2、弧矢彗差六、色差(chromaticaberration)§9.2光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)一、像差的一般概念(aberr一、像差的一般概念－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)

1、像差

在光學(xué)系統(tǒng)中，實(shí)際像與理想像的偏差。2、像差分析方法

幾何像差法：以特征光線經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后出射光線在橫向或縱向與理想像的偏差分析像差的方法。

波像差法：以波動(dòng)光學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)際波面和同位相的理想像的波面的偏差分析像差的方法。3、像差的分類：像差單色像差復(fù)色像差[色差](球差、彗差、場(chǎng)曲、像散和畸變

)(軸向色差和垂軸色差)一、像差的一般概念－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)1、像差像差單色像差二、球差－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)

1、球差及其表示2、球差分類3、球差的校正和估計(jì)4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件二、球差－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)1、球差及其表示-dL'1、球差及其表示－球差

軸上單色同心光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng),不同孔徑光線交光軸不同位置,結(jié)果在理想像面上形成了以高斯像點(diǎn)為中心的彌散斑,這種成像上的缺陷稱為球差.

(1)球差(2)表示

軸向球差:-dT'橫向球差:-UU'L'-Lnn'Ol'AA'Kh=1的光路的球差稱為邊光球差-dL'1、球差及其表示－球差軸上單色同心光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系2、球差分類－球差(1)球差的冪級(jí)數(shù)表示3、球差的校正和估計(jì)

(1)校正(2)估計(jì)(2)分類2、球差分類－球差(1)球差的冪級(jí)數(shù)表示3、球差的校正和估4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件(1)l=0,即物體位于折射球面的頂點(diǎn);(2)i=i',即物體位于折射球面的曲率中心(l=r);(3)i=u'或u=i',即l=(n+n')r/n,這時(shí)l'=(n+n')r/n';

這一對(duì)共軛點(diǎn)稱為不暈點(diǎn)或齊明點(diǎn).4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件(1)l=0,即物體位于折(1)、成像光線分析－沿主光線細(xì)光束的成像O1入瞳DAAcadbea

－主光線b

－上光線c

－下光線d

－前光線e

－后光線bacde(1)、成像光線分析－沿主光線細(xì)光束的成像O1入瞳DAAca(2)、子午像點(diǎn)及其計(jì)算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(2)、子午像點(diǎn)及其計(jì)算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(3)、弧矢像點(diǎn)及其計(jì)算O1入瞳DAPAs'-ss'(3)、弧矢像點(diǎn)及其計(jì)算O1入瞳DAPAs'-ss'入瞳DO1-lp2、場(chǎng)曲和像散At'As'Al’As'ls’At'lt’-xt'-xs'1、場(chǎng)曲子午場(chǎng)曲弧氏場(chǎng)曲2、像散

入瞳DO1-lp2、場(chǎng)曲和像散At'As'Al’As'ls’四、畸變－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)

1、一般描述

相對(duì)畸變y0'入瞳D出瞳D'A-yy'

軸外物點(diǎn)的主光線和高斯像面的交點(diǎn)高度與其高斯像高的差別，即為畸變。2、表示正畸變(枕形畸變)負(fù)畸變(桶形畸變)四、畸變－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)1、一般描述相對(duì)畸變y0'1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描述1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描入瞳DO1A2、弧矢彗差－彗差-Ksya'yd'表示描述入瞳DO1A2、弧矢彗差－彗差-Ksya'yd'表示描述六、色差－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)

1、軸向色差(位置色差)

光軸上同一個(gè)物點(diǎn)發(fā)出的光波頻率不同的同心光束，不同頻率光波將會(huì)聚在光軸上不同位置。光學(xué)系統(tǒng)A2、垂軸色差(倍率色差)

軸外同一個(gè)物點(diǎn)發(fā)出的光波頻率不同的同心光束，不同頻率光波將會(huì)聚在像平面不同位置。A光學(xué)系統(tǒng)六、色差－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)1、軸向色差(位置色差)光軸§9.2光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)一、像差的一般概念(aberration)二、球差(Sphericalaberration)三、場(chǎng)曲和像散(Curvature&astigmatism)

1、軸外物點(diǎn)沿主光線的細(xì)光束成像

(1)成像光線分析

(2)子午像點(diǎn)

(3)弧矢像點(diǎn)

2、場(chǎng)曲和像散四、畸變(Distortion)五、彗差(Coma)

1、子午彗差

2、弧矢彗差六、色差(chromaticaberration)§9.2光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)一、像差的一般概念(aberr一、像差的一般概念－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)

1、像差

在光學(xué)系統(tǒng)中，實(shí)際像與理想像的偏差。2、像差分析方法

幾何像差法：以特征光線經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)后出射光線在橫向或縱向與理想像的偏差分析像差的方法。

波像差法：以波動(dòng)光學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)際波面和同位相的理想像的波面的偏差分析像差的方法。3、像差的分類：像差單色像差復(fù)色像差[色差](球差、彗差、場(chǎng)曲、像散和畸變

)(軸向色差和垂軸色差)一、像差的一般概念－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)1、像差像差單色像差二、球差－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)

1、球差及其表示2、球差分類3、球差的校正和估計(jì)4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件二、球差－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)1、球差及其表示-dL'1、球差及其表示－球差

軸上單色同心光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng),不同孔徑光線交光軸不同位置,結(jié)果在理想像面上形成了以高斯像點(diǎn)為中心的彌散斑,這種成像上的缺陷稱為球差.

(1)球差(2)表示

軸向球差:-dT'橫向球差:-UU'L'-Lnn'Ol'AA'Kh=1的光路的球差稱為邊光球差-dL'1、球差及其表示－球差軸上單色同心光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系2、球差分類－球差(1)球差的冪級(jí)數(shù)表示3、球差的校正和估計(jì)

(1)校正(2)估計(jì)(2)分類2、球差分類－球差(1)球差的冪級(jí)數(shù)表示3、球差的校正和估4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件(1)l=0,即物體位于折射球面的頂點(diǎn);(2)i=i',即物體位于折射球面的曲率中心(l=r);(3)i=u'或u=i',即l=(n+n')r/n,這時(shí)l'=(n+n')r/n';

這一對(duì)共軛點(diǎn)稱為不暈點(diǎn)或齊明點(diǎn).4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件(1)l=0,即物體位于折(1)、成像光線分析－沿主光線細(xì)光束的成像O1入瞳DAAcadbea

－主光線b

－上光線c

－下光線d

－前光線e

－后光線bacde(1)、成像光線分析－沿主光線細(xì)光束的成像O1入瞳DAAca(2)、子午像點(diǎn)及其計(jì)算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(2)、子午像點(diǎn)及其計(jì)算

At'入瞳DO1A-tt'PAs'(3)、弧矢像點(diǎn)及其計(jì)算O1入瞳DAPAs'-ss'(3)、弧矢像點(diǎn)及其計(jì)算O1入瞳DAPAs'-ss'入瞳DO1-lp2、場(chǎng)曲和像散At'As'Al’As'ls’At'lt’-xt'-xs'1、場(chǎng)曲子午場(chǎng)曲弧氏場(chǎng)曲2、像散

入瞳DO1-lp2、場(chǎng)曲和像散At'As'Al’As'ls’四、畸變－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)

1、一般描述

相對(duì)畸變y0'入瞳D出瞳D'A-yy'

軸外物點(diǎn)的主光線和高斯像面的交點(diǎn)高度與其高斯像高的差別，即為畸變。2、表示正畸變(枕形畸變)負(fù)畸變(桶形畸變)四、畸變－光學(xué)系統(tǒng)的像差基礎(chǔ)1、一般描述相對(duì)畸變y0'1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描述1、子午彗差－彗差入瞳DO1A-Ktya'yc'yb'表示描入瞳DO1A2、弧矢彗差－彗差-Ksya'yd'表示描