光学系统像差-球差漫谈

光学系统像差-球差漫谈

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/SD124560/article/details/137958723

球差是光学系统中常见的像差现象，主要由球面透镜对不同角度入射光线的折射能力不同引起。这种像差会导致理想点光源在成像平面上形成弥散斑，而不是理想的点。本文将详细探讨球差的定义、分类、产生原因及其危害。

球差的定义

球差（Spherical aberration）是一种光学系统中的常见像差，主要由球面透镜对不同角度入射光线的折射能力不同引起。理想情况下，光学系统希望光线能够精确地聚焦在一点上，但由于透镜或反射镜的球面形状，不同角度入射的光线经过折射或反射后，实际上会聚焦在不同的位置上。这种效应导致实际成像时，理想点光源在成像平面上形成一个弥散斑，而不是一个理想的点。

球差是限制透镜分辨本领最主要的因素。

球差的分类

轴向球差

轴上物点发出的同心、宽光束经光学系统后，不再是同心光束。对于不同孔径角（入射高度）的光线，将会聚在光轴不同的位置，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，而是一个圆形的弥散斑。

大孔径产生的球差

接收屏在空间沿着主光轴移动，接收到的弥散斑都是圆形的，位置不同，弥散斑的直径也不同。

球差的现象与危害

光学系统的入瞳一般为圆形，轴上点发出充满入瞳的光束为一圆锥光束。共轴系统的球差具有旋转对称性，因此，像方光束为非同心的轴对称光束，其与垂轴平面或高斯像面相交为一圆形弥散斑（物点的像）。

球差的危害在于：破坏成像光束的同心性，使点物成像为一弥散斑，即影响像的清晰度，严重者使像模糊。