工程光學(xué)復(fù)習(xí)課件

考試類型—閉卷作圖題（30分）填空題（35分）計(jì)算題（35分)自備鉛筆，作圖題一律用鉛筆作答！試卷用黑色鋼筆或簽字筆作答!考試類型—閉卷作圖題（30分）填空題（35分）計(jì)算題（35分1《工程光學(xué)》課程總結(jié)第一章幾何光學(xué)的基本定律四個(gè)基本定律：光的直線傳播定律；光的獨(dú)立傳播定律；光的反射定律和折射定律。全反射,臨界角，全反射的兩個(gè)條件：光線,同心光束,實(shí)物,虛物,實(shí)像,虛像《工程光學(xué)》課程總結(jié)第一章幾何光學(xué)的基本定律四個(gè)基本定律：第二節(jié)共軸球面系統(tǒng)符號(hào)規(guī)則，完善成像的概念和條件，近軸區(qū)成像的實(shí)際意義。近軸光的成像及光路計(jì)算近軸光線的光路追跡公式，也稱小l計(jì)算公式第二節(jié)共軸球面系統(tǒng)符號(hào)規(guī)則，完善成像的概念和條件，近軸阿貝不變量，用Q表示。說明一折射球面的物空間和像空間的Q值是相等的近軸光經(jīng)球面折射前、后的u和u′角的關(guān)系阿貝不變量，用Q表示。說明一折射球面的物空間和像空間的Q值是折射球面物、像位置l和l′之間的關(guān)系，稱為單個(gè)☆折射球面的物像位置公式。垂軸放大率（也稱橫向放大率）

β<0表示成倒像，β>0時(shí)，成正像。

β<0時(shí)，

l和l′異號(hào)，物和像處于球面的兩側(cè)，像的虛、實(shí)必與物一致。三個(gè)重要的放大率αβγ折射球面物、像位置l和l′之間的關(guān)系，稱為單個(gè)☆折射球面的當(dāng)β>0時(shí)，l和l′同號(hào)，物和像處于折射面的同一側(cè)，像的虛、實(shí)與物相反。

軸向放大率角放大率

拉赫公式當(dāng)β>0時(shí)，l和l′同號(hào)，物和像處于折射面的同一側(cè)，將n′=-n代入公式中，可得到球面反射鏡的物、像位置公式：

共軸球面系統(tǒng)（理解轉(zhuǎn)面公式）

理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)、基面（求出基點(diǎn)、面；性質(zhì)、定義，共軛關(guān)系，節(jié)點(diǎn)特性）

球面反射鏡焦距：f’=r/2將n′=-n代入公式中，可得到球面反射鏡的物、像位置公例：已知一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，r=36.48mm, n=1,n’=1.5163l=-240mm,y=20mm

求：l’，β,y’

（像距，橫向放大率與像的大?。┙猓害?lt;0：|β|<1：縮小倒立、實(shí)像、兩側(cè)例：已知一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，r=36.48mm, 理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)、基面（求出基點(diǎn)、面；性質(zhì)、定義，共軛關(guān)系，節(jié)點(diǎn)特性）

第二章理想光學(xué)系統(tǒng)理想光學(xué)系統(tǒng)的圖解法※已知一個(gè)理想光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)和焦點(diǎn)的位置，利用光線通過它們后的性質(zhì)，對(duì)物空間給定的點(diǎn)、線、面通過畫圖追蹤典型光線求像，稱為圖解法求像。理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)、基面（求出基點(diǎn)、面；性質(zhì)、定義，共軛關(guān)系可供選擇的典型光線和可供利用的性質(zhì)有：（1）平行于光軸入射的光線，經(jīng)過系統(tǒng)后過像方焦點(diǎn)。F’HH’（2）過物方焦點(diǎn)的光線，經(jīng)過系統(tǒng)后平行于光軸。FH’H可供選擇的典型光線和可供利用的性質(zhì)有：（1）平行于光軸入射的（3）傾斜于光軸的平行光線，經(jīng)過系統(tǒng)后交于像方焦平面上某一點(diǎn)。-wF'H’H（4）自物方焦平面上一點(diǎn)發(fā)出的光束經(jīng)系統(tǒng)后成傾斜于光軸的平行光束。FH’H（3）傾斜于光軸的平行光線，經(jīng)過系統(tǒng)后交于像方焦平面上某一點(diǎn)（6）光軸上的物點(diǎn)其像必在光軸上。（7）過主點(diǎn)光線方向不變。HH’再次強(qiáng)調(diào)：作圖時(shí)先注意光組的正負(fù)，看物方焦點(diǎn)F和像方焦點(diǎn)F’的位置。（5）共軛光線在主平面上的投射高度相等，即一

對(duì)主平面的橫向放大率為＋1。（6）光軸上的物點(diǎn)其像必在光軸上。（7）過主點(diǎn)光線方向不變。已知F和F’，求軸上點(diǎn)A的像AA’FF’方法1：過F作物方焦平面，與A點(diǎn)發(fā)出的光線交于N，以N為輔助物，從N點(diǎn)作平行與光軸的直線，經(jīng)過光組后交于像方焦點(diǎn)F’，則AN光線過光組后與輔助光線平行，與光軸的交點(diǎn)既是A’。N（一）正光組軸上點(diǎn)作圖HH’已知F和F’，求軸上點(diǎn)A的像AA’FF’方法1：過F方法2：過F作輔助線，過光組后與光軸平行，交像方焦平面于N’，則A點(diǎn)射出的與輔助光線平行的光線過光組后過N’點(diǎn)，與光軸交點(diǎn)即是A’。AA’FF’N’HH’方法2：過F作輔助線，過光組后與光軸平行，交像方焦平面于N方法３：

過A作垂直于光軸的輔助物AB，按照前面的方法求出B’，由B’作光軸的垂線，則交點(diǎn)A’就是A的像。AA’FF’HH’BB’方法３：AA’FF’HH’BB’方法4：

利用過主點(diǎn)光線方向不變，作過主點(diǎn)的輔助光線。利用像方焦平面上發(fā)出的光線過光組后平行射出的性質(zhì)。然后作平行輔助光線的出射光線。AA’FF’NHH’方法4：

利用過主點(diǎn)光線方向不變，作過主點(diǎn)的2023/9/13哈工大光電測(cè)控技術(shù)與裝備研究所17也可以利用像方焦平面。作和入射光線平行的輔助光線，利用與光軸成一定角度的光束過光組后交于像方焦平面。AA’FF’N’HH’2023/8/3哈工大光電測(cè)控技術(shù)與裝備研究所17也可以利用BAR'RH'HQQ'B'FF'A'-xx'f'-fy-y'-ll'x—以物方焦點(diǎn)為原點(diǎn)的物距。稱為焦物距。以F為起始點(diǎn)，x方向與光線方向一致為正。（圖中為-）x’—以像方焦點(diǎn)為原點(diǎn)的像距。稱為焦像距。以F’為起始點(diǎn)，x’方向與光線方向一致為正。（圖中為+）BAR'RH'HQQ'B'FF'A'-xx'f'-fy-yl—物方主點(diǎn)H為原點(diǎn)的物距，稱為主物距。方向與光線方向一致為正。反之為負(fù)（圖中-）l’—像方主點(diǎn)H’為原點(diǎn)的像距，稱為主像距。方向與光線方向一致為正。反之為負(fù)（圖中+）BAR'RH'HQQ'B'FF'A'-xx'f'-fy-y'-ll'l—物方主點(diǎn)H為原點(diǎn)的物距，稱為主物距。方向與光線方向一理想光學(xué)系統(tǒng)的解析法

物像位置公式牛頓公式

高斯公式

光學(xué)系統(tǒng)兩焦距之間的關(guān)系理想光學(xué)系統(tǒng)的解析法物像位置公式牛頓公式高斯公式光學(xué)系牛頓公式寫成

光學(xué)系統(tǒng)的光焦度高斯公式寫成

理想光學(xué)系統(tǒng)的拉赫公式空氣中空氣中牛頓公式寫成光學(xué)系統(tǒng)的光焦度高斯公式寫成理想光學(xué)系統(tǒng)的理想光學(xué)系統(tǒng)的放大率理想光學(xué)系統(tǒng)的組合與光路計(jì)算雙光組組合（組合系統(tǒng)主平面，焦點(diǎn)位置計(jì)算）焦點(diǎn)位置公式理想光學(xué)系統(tǒng)的放大率理想光學(xué)系統(tǒng)的組合與光路計(jì)算雙光組組合（焦距公式

透鏡與薄透鏡焦距公式透鏡與薄透鏡

例：一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)由三個(gè)透鏡構(gòu)成，，，，

一個(gè)大小為15mm的實(shí)物位于距第一光組120mm 處，求像的位置及大小。

解：第一次成像為實(shí)物根據(jù)高斯公式：得：

，為實(shí)像例：一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)由三個(gè)透鏡構(gòu)成，，第二次成像為虛物根據(jù)高斯公式：得：

，為虛像第三次成像為實(shí)物根據(jù)高斯公式：得：

，為實(shí)像系統(tǒng)放大率像高：

，為倒立實(shí)像第二次成像為虛物根據(jù)高斯公式：得：

單平面鏡的成像特性1）平面鏡能使整個(gè)空間任意物點(diǎn)理想成像；物點(diǎn)和像點(diǎn)對(duì)平面鏡而言是對(duì)稱的；2）實(shí)物成虛象，虛物成實(shí)像。物和像大小相等，但形狀不同；3）奇次鏡面反射像被稱為鏡像；偶次反射成一致像。4）平面鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)具有光放大作用。第三章平面與平面系統(tǒng)單平面鏡的成像特性1）平面鏡能使整個(gè)空間任意物點(diǎn)理想成像；

雙平面鏡具有以下成像性質(zhì)：1）二次反射像與原物坐標(biāo)系相同，成一致像。2）位于主截面（兩平面鏡的公共垂直面）內(nèi)的光線，不論入射光線方向如何，出射光線的轉(zhuǎn)角永遠(yuǎn)等于兩平面鏡夾角的兩倍。雙平面鏡具有以下成像性質(zhì)：1）二次反射像與原物坐標(biāo)系相同，棱鏡系統(tǒng)的成像方向判斷

（z’）光軸方向z’不變（y’）垂直于主截面的坐標(biāo)y’

視屋脊個(gè)數(shù)而定沒有屋脊面或屋脊面為偶數(shù)時(shí)，y’

不改變方向；屋脊面為奇數(shù)時(shí)，y’改變方向（x’）坐標(biāo)根據(jù)總反射次數(shù)而定（屋脊面按兩個(gè)反射面計(jì)算）若總反射次數(shù)為奇數(shù)，成鏡像；若總反射次數(shù)為偶數(shù)，成一致像；例：屋脊半五角棱鏡zxy棱鏡系統(tǒng)的成像方向判斷（z’）光軸方向z’不變例：屋脊半五凡在光路中有平行平板玻璃(如反射棱鏡)時(shí)再從G點(diǎn)以后的光路全部加上軸向平移量，即可得到實(shí)際光路。首先用厚度為的等效空氣平板取代厚度為d的平板玻璃，算出等效空氣平板出射面的光線投射高度h2凡在光路中有平行平板玻璃(如反射棱鏡)時(shí)再從G點(diǎn)以后的光路全第四章光束選擇孔徑光闌、視場(chǎng)光闌、漸暈光闌、消雜光光闌光闌及其作用分類孔徑光闌、入射光瞳、出射光瞳，確定方法——限制成像光束和成像范圍★入射光瞳：孔徑光闌經(jīng)其前面光學(xué)系統(tǒng)所成的像（物空間）★出射光瞳：孔徑光闌經(jīng)其后面光學(xué)系統(tǒng)所成的像（像空間）第四章光束選擇孔徑光闌、視場(chǎng)光闌、漸暈光闌、消雜光第四章光束選擇孔徑光闌、視場(chǎng)光闌、漸暈光闌、消雜光光闌光闌及其作用分類孔徑光闌、入射光瞳、出射光瞳，確定方法視場(chǎng)光闌、入射窗、出射窗，確定方法共軛關(guān)系、主光線、漸暈現(xiàn)象（以相機(jī)為例）——限制成像光束和成像范圍第四章光束選擇孔徑光闌、視場(chǎng)光闌、漸暈光闌、消雜光★孔徑光闌、入瞳與出瞳出瞳入瞳孔徑光闌1）入瞳：決定光學(xué)系統(tǒng)的物方光束的孔徑角。2）出瞳：決定光學(xué)系統(tǒng)的像方光束的孔徑角。3）孔徑光闌：實(shí)際起對(duì)光束限制作用的元件，決定了入瞳、出瞳；三者互為物像關(guān)系?！锟讖焦怅@、入瞳與出瞳出瞳入瞳孔徑1）入瞳：決定光學(xué)系統(tǒng)判斷確定的軸上物點(diǎn)位置的孔徑光闌：33★追跡光線法：過軸上物點(diǎn)的任一條近軸光線，求其在每個(gè)折射面的投射高度與實(shí)際口徑的比值，比值最大的折射面的邊框?yàn)橥哥R組的孔徑光闌?！锍上駨埥潜容^法：

判斷確定的軸上物點(diǎn)位置的孔徑光闌：33★追跡光線法：過軸上物成像張角比較法：成像張角比較法：★理想光學(xué)系統(tǒng)：主光線必然通過入瞳及出瞳的中心。主光線（Chiefray）：出瞳入瞳孔徑光闌★定義：離軸物點(diǎn)發(fā)出的、通過孔徑光闌中心的光線?！镏鞴饩€是通過孔徑光闌、并參與成像的物光束的中心光線?！锢硐牍鈱W(xué)系統(tǒng)：主光線必然通過入瞳及出瞳的中心。主光線（C視場(chǎng)光闌(FieldStops)

1、視場(chǎng)光闌:★定義：在物/像面上安放的、限定光學(xué)系統(tǒng)成像范圍的光闌?！镂锓揭晥?chǎng)：能夠清晰成像的物面范圍；★像方視場(chǎng)：相應(yīng)的能夠清晰成像的像面范圍；2、入射窗與出射窗★入射窗：視場(chǎng)光闌經(jīng)其前面光學(xué)系統(tǒng)所成的像（物空間）★出射窗：視場(chǎng)光闌經(jīng)其后面光學(xué)系統(tǒng)所成的像（像空間）3、視場(chǎng)光闌、入射窗與出射窗三者互為物象關(guān)系。視場(chǎng)光闌(FieldStops)1、視場(chǎng)光闌:★定義：(2)計(jì)算這些像的邊緣對(duì)入瞳中心的張角大小。張角最小者即為入射窗，入射窗對(duì)應(yīng)的光學(xué)零件視場(chǎng)光闌.入射窗邊緣對(duì)入瞳中心的張角為物方視場(chǎng)角，同時(shí)也決定了視場(chǎng)邊緣點(diǎn)。視場(chǎng)光闌經(jīng)后面光學(xué)零件所成的像即為出射窗，出射窗對(duì)出瞳中心的張角即為像方視場(chǎng)角。視場(chǎng)光闌是對(duì)一定位置的孔徑光闌而言的。確定視場(chǎng)光闌的方法：(1)把孔徑光闌以外的所有光孔經(jīng)前面的光學(xué)系統(tǒng)成像到物空間，確定入瞳中心位置(實(shí)際上在確定孔徑光闌時(shí)這一步驟已完成)。(2)計(jì)算這些像的邊緣對(duì)入瞳中心的張角大小。張角最小者即為入例：有一個(gè)由三個(gè)光學(xué)零件組成的光組，透鏡O1,其口徑D1＝4mm．f’1=36mm，透鏡O2，其口徑D2＝12mm，f’2=15mm,二透鏡間隔195mm，在離透鏡O1右180mm處設(shè)有一光孔D3＝10mm，物點(diǎn)離透鏡Ol為-45mm．1）求孔徑光闌和入瞳出瞳的大小和位置?2)求視場(chǎng)光闌和入窗出窗的大小和位置？AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm例：有一個(gè)由三個(gè)光學(xué)零件組成的光組，透鏡O1,其口徑D1＝4解：光孔D3經(jīng)O1成像在O1左方與物點(diǎn)重合AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm解：光孔D3經(jīng)O1成像在O1左方與物點(diǎn)重合AO1O2D318AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm透鏡O2經(jīng)O1成像

AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmAO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm（1）求孔徑光闌、入瞳、出瞳U1最小，故物鏡框O1是入瞳，也是孔徑光闌。它經(jīng)O2的像為出瞳。

AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmAO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm（2）求視場(chǎng)光闌、入窗、出窗

故光孔O3為視場(chǎng)光闌，入窗與物平面重合，大小為2.5mm，出窗在無窮遠(yuǎn)

ω3ω2AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mm二、遠(yuǎn)心光路1、孔徑光闌在物鏡上(a)測(cè)距原理：(b)調(diào)焦不準(zhǔn)：2)由于調(diào)焦不精確，引起像平面和標(biāo)尺平面不重合，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。1)入瞳與物鏡邊框重合；二、遠(yuǎn)心光路1、孔徑光闌在物鏡上(a)測(cè)距原理：(b)2、孔徑光闌在物鏡的像方焦平面上1)入瞳位于物方無窮遠(yuǎn)。A和A1、B和B1的主光線分別重合，且軸外點(diǎn)的主光線平行于主軸。3)主光線是物點(diǎn)成像光束的中心軸，則物點(diǎn)A1B1在刻尺平面構(gòu)成的兩個(gè)彌散斑的中心間隔始終不變?！?/p>

物方遠(yuǎn)心光路(a)測(cè)距原理：(b)調(diào)焦不準(zhǔn)：2、孔徑光闌在物鏡1)入瞳位于物方無窮遠(yuǎn)。A和A1、B和B

光學(xué)系統(tǒng)的景深★成像空間的景深：在景象平面上所獲得的成清晰像的物空間深度。遠(yuǎn)景平面近景平面入瞳中心：物空間參數(shù)的起算原點(diǎn)出瞳中心：像空間參數(shù)的起算原點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)的景深★★對(duì)準(zhǔn)平面的彌散斑直徑：★景像平面的彌散斑直徑：★由相似三角形得：兩個(gè)因素：觀測(cè)距離、極限分辨角★對(duì)準(zhǔn)平面的彌散斑直徑：★景像平面的彌散斑直徑：★由相似三角例1：現(xiàn)有一照相機(jī)，其物鏡f′=75mm，現(xiàn)以常攝距離p=3m進(jìn)行拍攝，光圈的相對(duì)孔徑D/f′(入瞳直徑與焦距之比)分別采用1/3.5和1/22，試分別求其景深。解：例1：現(xiàn)有一照相機(jī)，其物鏡f′=75mm，現(xiàn)以常攝距離p=3工程光學(xué)復(fù)習(xí)課件子午面內(nèi)的光線光路計(jì)算1.近軸光線的光路計(jì)算軸上點(diǎn)近軸光的計(jì)算公式：角u對(duì)入瞳邊緣取值的計(jì)算稱為第一近軸光線計(jì)算.對(duì)于有k個(gè)面的折射系統(tǒng)，根據(jù)過渡公式由初始數(shù)據(jù)可以確定像方截距和像方孔徑角.用小l公式進(jìn)行光路追跡確定像方截距和像方孔徑角.-L1Lz1-U1-Y-Uz1A入瞳子午面內(nèi)的光線光路計(jì)算1.近軸光線的光路計(jì)算軸上點(diǎn)近軸光的計(jì)

如圖所示，初始數(shù)據(jù)為

當(dāng)物體位于無限遠(yuǎn)時(shí)，時(shí)，為已知。

理想像高為，為第一近軸光求得的高斯像面位置，為出瞳到光學(xué)系統(tǒng)最后一面的距離。第二近軸光計(jì)算：取發(fā)自物面邊緣點(diǎn)，并通過入瞳中心的光線。如圖所示，初始數(shù)據(jù)為當(dāng)物體位于無限遠(yuǎn)時(shí)，2.遠(yuǎn)軸光線的光路計(jì)算2.遠(yuǎn)軸光線的光路計(jì)算工程光學(xué)復(fù)習(xí)課件工程光學(xué)復(fù)習(xí)課件工程光學(xué)復(fù)習(xí)課件沿軸外點(diǎn)主光線細(xì)光束的光路計(jì)算沿軸外點(diǎn)主光線細(xì)光束的光路計(jì)算工程光學(xué)復(fù)習(xí)課件工程光學(xué)復(fù)習(xí)課件58幾何像差單色光像差復(fù)色光像差球差彗差像散場(chǎng)曲畸變倍率色差位置色差軸上點(diǎn)，寬光束，與孔徑有關(guān)軸外點(diǎn)，寬光束，與孔徑、視場(chǎng)有關(guān)軸外點(diǎn)，細(xì)光束，與視場(chǎng)有關(guān)軸外點(diǎn)，細(xì)光束，與視場(chǎng)有關(guān)垂軸，細(xì)光束，與視場(chǎng)有關(guān)軸上點(diǎn)，寬光束，與孔徑有關(guān)垂軸，細(xì)光束，與視場(chǎng)有關(guān)

軸上點(diǎn)只有球差，位置色差。

軸上點(diǎn)單色光只有球差。

只有平面鏡能成完善的像。58幾何像差單色光像差復(fù)色光像差球差彗差像散場(chǎng)曲畸變倍率色差球差的定義和表示方法軸上點(diǎn)發(fā)出的同心光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)各個(gè)折射面折射后，不同孔經(jīng)角U的光線交光軸于不同點(diǎn)上，相對(duì)于理想像點(diǎn)的位置有不同的偏離，這就是球面像差，簡(jiǎn)稱球差。它由孔徑引起。稱為消球差系統(tǒng)

球差校正不足或欠校正

球差校正過頭或過校正-δL’m球差的定義和表示方法軸上點(diǎn)發(fā)出的同心光束，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)各個(gè)折A-Umax-UhmaxhA’L’－δL’-δT’l’垂軸球差：軸向球差：A-Umax-UhmaxhA’L’－δL’-δT’l’垂軸球輔軸用上、下光線的交點(diǎn)B’T到主光線的垂直于光軸方向的偏離來表示這種光束的不對(duì)稱性，稱為子午慧差。

慧差表示軸外點(diǎn)寬光束成像后失去對(duì)稱性的情況。子午慧差慧差輔軸用上、下光線的交點(diǎn)B’T到主光線的垂直于光軸方向的偏離來弧矢慧差弧矢慧差

對(duì)于小視場(chǎng)，大孔徑（提高分辨力）的系統(tǒng)（顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等）而言，由于物高很小，彗差也很小，若用高度的絕對(duì)差值量來表示失對(duì)稱的情況就不是非常的合理，不足以描述系統(tǒng)彗差的特性，所以對(duì)于小視場(chǎng)系統(tǒng)，一般用相對(duì)值來加以表示。用正弦差SC’表示小視場(chǎng)時(shí)軸外物點(diǎn)寬光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后失對(duì)稱的情況。正弦差對(duì)于小視場(chǎng)，大孔徑（提高分辨力）的系統(tǒng)（顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等）高斯像面A′-x軸外點(diǎn)細(xì)光束的場(chǎng)曲計(jì)算公式：子午場(chǎng)曲：弧矢場(chǎng)曲：場(chǎng)曲

某一視場(chǎng)的子午像點(diǎn)、弧矢像點(diǎn)相對(duì)于高斯像面的距離稱為子午像面彎曲和弧矢像面彎曲，簡(jiǎn)稱子午場(chǎng)曲和弧矢場(chǎng)曲。高斯像面A′-x軸外點(diǎn)細(xì)光束的場(chǎng)曲計(jì)算公式：子午場(chǎng)曲：弧矢場(chǎng)像散像散的表征

軸外點(diǎn)發(fā)出的細(xì)（寬）光束的子午像點(diǎn)與弧矢像點(diǎn)不重合，兩者分開的軸向距離稱為像散。像散像散的表征軸外點(diǎn)發(fā)出的細(xì)（寬）光束的子午像點(diǎn)與弧矢像畸變的定義將不同視場(chǎng)的主光線經(jīng)過系統(tǒng)后與高斯像面的交點(diǎn)高度y’z與理想像高y’的差來表征畸變：

在實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)中由于視場(chǎng)比較大而使垂直放大率不再是一常數(shù)，使像相對(duì)于物失去了相似性，這種使像變形的缺陷稱為畸變?；兊谋碚鞴鈱W(xué)設(shè)計(jì)中，常用相對(duì)畸變q’來表征：畸變畸變的定義將不同視場(chǎng)的主光線經(jīng)過系統(tǒng)后與高斯像面的交點(diǎn)高度位置色差的度量：按色光的波長由短到長，其相應(yīng)的像點(diǎn)離透鏡由近到遠(yuǎn)地排列在光軸上，這種現(xiàn)象稱為位置色差。位置色差不同于球差，在近軸區(qū)就產(chǎn)生，細(xì)光束成像也不能獲得白光的清晰像：位置色差:描述兩種波長像點(diǎn)位置差異的像差。位置色差位置色差的度量：按色光的波長由短到長，其相應(yīng)的像點(diǎn)離透鏡由近倍率色差（垂軸色差）光學(xué)材料對(duì)不同色光的折射率不同，所以光學(xué)系統(tǒng)對(duì)不同色光就有不同的焦距不同色光的焦距不等時(shí)，其放大率也不等就有不同