光學(xué)系統(tǒng)像差基礎(chǔ)ppt課件

1、9.2 光學(xué)系統(tǒng)的像差根底光學(xué)系統(tǒng)的像差根底 一、像差的普通概念一、像差的普通概念(aberration) 二、球差二、球差(Spherical aberration) 三、場曲和像散三、場曲和像散(Curvature & astigmatism) 1、軸外物點(diǎn)沿主光線的細(xì)光束成像、軸外物點(diǎn)沿主光線的細(xì)光束成像 (1) 成像光線分析成像光線分析 (2) 子午像點(diǎn)子午像點(diǎn) (3) 弧矢像點(diǎn)弧矢像點(diǎn) 2、場曲和像散、場曲和像散四、畸變四、畸變(Distortion)五、彗差五、彗差(Coma) 1、子午彗差、子午彗差 2、弧矢彗差、弧矢彗差六、色差六、色差 (chromatic aberr

2、ation)一、像差的普通概念光學(xué)系統(tǒng)的像差一、像差的普通概念光學(xué)系統(tǒng)的像差根底根底 1、像差、像差 在光學(xué)系統(tǒng)中，實(shí)踐像與理想像的偏向。在光學(xué)系統(tǒng)中，實(shí)踐像與理想像的偏向。2、像差分析方法、像差分析方法 幾何像差法：以特征光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后幾何像差法：以特征光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后出射光線在橫向或縱向與理想像的偏向出射光線在橫向或縱向與理想像的偏向分析像差的方法。分析像差的方法。 波像差法：以動搖光學(xué)為根底，以實(shí)踐波波像差法：以動搖光學(xué)為根底，以實(shí)踐波面和同位相的理想像的波面的偏向分析面和同位相的理想像的波面的偏向分析像差的方法。像差的方法。3、像差的分類：、像差的分類：像差像差單色像差單色像差復(fù)

3、色像差復(fù)色像差 色差色差 (球差、彗差、場曲、像散和畸變球差、彗差、場曲、像散和畸變 )(軸向色差和垂軸色差軸向色差和垂軸色差 )二、球差光學(xué)系統(tǒng)的像差二、球差光學(xué)系統(tǒng)的像差根底根底 1、球差及其表示、球差及其表示2、球差分類、球差分類3、球差的校正和估計(jì)、球差的校正和估計(jì)4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件、折射球面不產(chǎn)生球差的條件-dL1 1、球差及其表示球差、球差及其表示球差 軸上單色同心光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng),不同孔徑光線交光軸不同位置,結(jié)果在理想像面上構(gòu)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) 球差球差(2) 表示表示 軸向球差軸向球差:-dT lLL-d橫向球差橫向球差:

4、 :tanULTdd-UUL-LnnOlAAKh=1的光路的球差稱為邊光球差的光路的球差稱為邊光球差2 2、球差分類球差、球差分類球差(1) 球差的冪級數(shù)表示球差的冪級數(shù)表示3、球差的校正和估計(jì)、球差的校正和估計(jì) (1) 校正校正(2) 估計(jì)估計(jì)(2) 分類分類634221hAhAhALd634221高級球差初級球差hAhAhALd4 4、折射球面不產(chǎn)生球差的條件、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)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即物體位于折射球面的曲率中心(l=r);(3) i=u或或u=i,即即 l=(n+n)r/n,這時(shí)

5、這時(shí)l=(n+n)r/n; 這一對共軛點(diǎn)稱為不暈點(diǎn)或齊明點(diǎn)這一對共軛點(diǎn)稱為不暈點(diǎn)或齊明點(diǎn).(1)(1)、成像光線分析沿主光線細(xì)光束、成像光線分析沿主光線細(xì)光束的成像的成像O1入瞳DAAcadbea 主光線主光線b 上光線上光線c 下光線下光線d 前光線前光線e 后光線后光線bacde(2)(2)、子午像點(diǎn)及其計(jì)算、子午像點(diǎn)及其計(jì)算At入瞳DO1A-ttPrInIntIntIncoscoscoscos22-As(3)(3)、弧矢像點(diǎn)及其計(jì)算、弧矢像點(diǎn)及其計(jì)算O1入瞳DAPAsrInInsnsncoscos-ss入瞳DO1-lp2 2、場曲和像散、場曲和像散AtAsAlAslsAtlt-xt-xs

6、1、場曲、場曲 子午場曲子午場曲 弧氏場曲弧氏場曲2、像散、像散 llxtt-llxss- ststllxxx-四、畸變光學(xué)系統(tǒng)的像差四、畸變光學(xué)系統(tǒng)的像差根底根底 1、普通描畫、普通描畫 0yyy-d, / ) (00yyyq-/ )(0-q相對畸變相對畸變y0入瞳D出瞳DA-yy 軸外物點(diǎn)的主光線軸外物點(diǎn)的主光線和高斯像面的交點(diǎn)和高斯像面的交點(diǎn)高度與其高斯像高高度與其高斯像高的差別，即為畸變。的差別，即為畸變。2 2、表示、表示正畸變正畸變(枕形畸變枕形畸變)負(fù)畸變負(fù)畸變(桶形畸變桶形畸變)1 1、子午彗差彗差、子午彗差彗差入瞳DO1A-KtyaycybacbtyyyK2/ )(- 表示表示 描畫描畫入瞳DO1A2、弧矢彗差彗、弧矢彗差彗差差-KsyaydadsyyK- 表示表示 描畫描畫六、色差光學(xué)系統(tǒng)的六、色差光學(xué)系統(tǒng)的像差根底像差根底 1、軸向色差、軸向色差(位置色差位置色差) 光軸上同一個(gè)物點(diǎn)發(fā)出的光軸上同一個(gè)物點(diǎn)發(fā)出的光波頻率不同的同心光束，光波頻率不同的同心光束，不同頻率光波將會聚在光不同頻率光波將會聚在光軸上不同位置。軸上不同位置。 光學(xué)系統(tǒng)A2、垂軸