光学系统的像差_色差
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• 对于单色像差,波阵面通过出瞳中心,与表示理想 波阵面的参考球面进行比较。 • 定义波像差的色差时,需比较不同波长的两个波阵 面。这有些人为因素,但可证明这是一种很有用处
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色差
• 的方法,使单色像差和色差都具有相同的基本认 识。 • 如下图所示,轴向色差作为一种波像差,具有相同 的与光瞳和视场坐标的关系,波像差表达式中包含 b1的项表示单色焦移量。对于横向色差,波像差取 决于孔径和视场对应的包含的b2项,该项表示像大 小的单色变化量。
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光学系统的像差 色差
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色差
色差(Chromatic Aberration)是由于波长 改变导致折射率变化而引起的变化量。 所有的单色像差都有色变化量。 非正式地,可以说色彗差(colored coma)、 色像散(colored astigmatism)等等。 球差的色差有一个单独的名称:色球差 (spherochromatism)。 改变近轴或高斯参量的折射率,如轴向像位置 和像大小,也会造成色差的变化,这些色差描 述主要的色像差。
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轴向色差作为波像差
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轴向色差
如上图所示,基于波长λ的波阵面可视为参考球 面,当波长改变为λ+δλ时,波像差的色变化量 δW 就是从P1到P2点的光程。 计算光程[P1 P2]时,应该用折射率n’(波长 λ)还是折射率n’+δn’(波长λ+δλ)并不 明确。在这里波长变化量δλ假定是一个很小 的量,因此计算基于几何路径的光程时,使用 n’,可忽略δn’。
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色差
轴向色差(Axial Chromatic Aberration)也 可简称为axial color,须看作像位置的色变化 量或色焦移量。 横向色差(Lateral Chromatic Aberration) 或放大倍率的色差,或简称为lateral color, 是像大小的色变化量。 波像差不仅可以表示单色像差,也可以表示色 差。要做到这点,需要满足一些条件。
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横向色差
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横向色差
如上图所示,波长λ的波阵面作为参考球面,作 近似处理,波长λ+δλ的波阵面是一个具有几乎 相同半径且相对于参考球面倾斜的球面。 O1’到O2’的距离就是横向色差,是一种横向像 差。 对应的波像差与孔径和视场的关系如下式: 系数 不同于波像差展开式中的b2, 向色差量。 表示横
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色差
上述对主要色差的讨论中,我们假定只有被考虑 的像差出现在系统中,其他所有像差均设为0。 由前面两个横向与轴向像差的波像差公式可知, 光瞳与视场坐标的幂次和为2。因此,主色差是 二阶波像差(一阶横向像差)。
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轴向色差
上图中,波阵面(λ)可看作球心在O1’处的一个 球面,波阵面(λ+δλ)则可看作中心在O2’ 处、半径不同的另一个球面。O1’到O2’的距离就 是轴向色差,是一种纵向像差。 作为波像差的轴向色差,从图上的几何关系可推 导出,初步近似值: 系数 不同于波像差展开式中的b1, 向色差量。 表示轴
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色差
• 的方法,使单色像差和色差都具有相同的基本认 识。 • 如下图所示,轴向色差作为一种波像差,具有相同 的与光瞳和视场坐标的关系,波像差表达式中包含 b1的项表示单色焦移量。对于横向色差,波像差取 决于孔径和视场对应的包含的b2项,该项表示像大 小的单色变化量。
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色差(Chromatic Aberration)是由于波长 改变导致折射率变化而引起的变化量。 所有的单色像差都有色变化量。 非正式地,可以说色彗差(colored coma)、 色像散(colored astigmatism)等等。 球差的色差有一个单独的名称:色球差 (spherochromatism)。 改变近轴或高斯参量的折射率,如轴向像位置 和像大小,也会造成色差的变化,这些色差描 述主要的色像差。
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轴向色差作为波像差
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轴向色差
如上图所示,基于波长λ的波阵面可视为参考球 面,当波长改变为λ+δλ时,波像差的色变化量 δW 就是从P1到P2点的光程。 计算光程[P1 P2]时,应该用折射率n’(波长 λ)还是折射率n’+δn’(波长λ+δλ)并不 明确。在这里波长变化量δλ假定是一个很小 的量,因此计算基于几何路径的光程时,使用 n’,可忽略δn’。
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色差
轴向色差(Axial Chromatic Aberration)也 可简称为axial color,须看作像位置的色变化 量或色焦移量。 横向色差(Lateral Chromatic Aberration) 或放大倍率的色差,或简称为lateral color, 是像大小的色变化量。 波像差不仅可以表示单色像差,也可以表示色 差。要做到这点,需要满足一些条件。
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横向色差
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横向色差
如上图所示,波长λ的波阵面作为参考球面,作 近似处理,波长λ+δλ的波阵面是一个具有几乎 相同半径且相对于参考球面倾斜的球面。 O1’到O2’的距离就是横向色差,是一种横向像 差。 对应的波像差与孔径和视场的关系如下式: 系数 不同于波像差展开式中的b2, 向色差量。 表示横
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色差
上述对主要色差的讨论中,我们假定只有被考虑 的像差出现在系统中,其他所有像差均设为0。 由前面两个横向与轴向像差的波像差公式可知, 光瞳与视场坐标的幂次和为2。因此,主色差是 二阶波像差(一阶横向像差)。
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轴向色差
上图中,波阵面(λ)可看作球心在O1’处的一个 球面,波阵面(λ+δλ)则可看作中心在O2’ 处、半径不同的另一个球面。O1’到O2’的距离就 是轴向色差,是一种纵向像差。 作为波像差的轴向色差,从图上的几何关系可推 导出,初步近似值: 系数 不同于波像差展开式中的b1, 向色差量。 表示轴