各种像差消除方法

注：“袁”字和后面的数字指袁旭沧的书《光学设计》的电子版页码，“黄，林”及后面的数字指黄一帆及李林的书《光学设计教程》的书本页码。萧，安指萧泽新和安连生的《工程光学设计》的书本页码，这三本都是经典书籍，建议新手要看这几本书。

球差

1正负透镜搭配

2透镜在焦距一定的情况下，透镜的折射率越大，球差越小。

3

4

5

慧差

1慧差和光束的口径的平方成比例，由于目镜的光束口径较小，所以慧差也不会太大（望远镜目镜系统

2

3 在双胶合物镜中，合理选择玻璃和弯曲，能校正球差，色差和慧差。

4光阑移动对球差没影响，但对像散和彗差有影响。但球差为零时，彗差与光阑的位置无关。

场曲

1目镜中场曲一般不进行校正，光学系统要校正场曲，必须在系统中具有相互远离的正透镜和负透镜，二者光焦度相反，数值相近。如下图：

2 原因（袁184页）

3

4

5 一般的会聚系统，例如目镜、消色差显微物镜和照相物镜，正透镜，产生正场曲。

6

等于负值，广泛应用于需要消场曲的物镜和广角目镜中。透镜越厚，弯月形厚透镜消场曲的作用越强。

像散：

1

2 改变透镜的厚度(不需要设置像散的权重),但好像不可取.如果使用MNCG MXCG来约束厚度,那像散也不会有大变化,倒是球差和彗差会有稍微所改善

3 袁187页，实际像面在两透镜中间

4可以弯曲场镜减小正像散。

5视场比较小的话，一般像散会比较小6

7

慧差与像散

1 注意：是单透镜的

2

3 实例，这例子还校正了垂轴色差

色差

注意：

加1由薄透镜的初级色差公式可知，薄透镜的色差只与透镜的光焦度有关，而与透镜的形状无关。改变透镜的形状，不会影响已校正好的色差（应该是在光焦度不变的情况下，而且是单薄透镜才对吧，如果是双胶合好像就错了啊，而且要注意单透镜不能校正色差）。

注意：双胶合透镜的胶合面半径曲率改变，焦距不变。

另：这里的物高y也指视场

2 在透镜焦距一定的情况下，色散越小，则色差也就越小。

3 在袁207页的无畸变目镜有实例，校正垂轴色差

三胶合透镜中间的负透镜的色散要尽量大，的两边的正透镜色散要尽量小，可校正垂轴色差。

4 之所以正透镜v高，负透镜v低，可能是因为正透镜h大，负透镜h小，无论光线从左还是从右射入。（安，萧69），校正的应该是轴向色差，但也有可能是垂轴色差，如上面，和（垂轴色差第2点）

依下面的原理。

这里应该错了，对于负光焦度的双胶合组，正透镜应该用低v值，负透镜应该用高v值才对。而正光焦度的恰恰相反。好像也有这样的情况，在双高斯胶合透镜里。

原理：袁269页，校正轴向色差，场曲。注意这里h为轴向光线的投射高度，但h的定义为轴上点近轴光线的投射高度。（已理解）

5正透镜负色差，负透镜正色差？按照公式正透镜应该产生正色差，负透镜应该产生正色差才对，所以下面应该说错了。

6 弯月型

7

垂轴色差

1 袁187页注意：两个正透镜

2

3 袁243页当孔径光阑和双胶合透镜重合时，双胶合透镜不产生垂轴色差

高级球差

1 由于折射率差和色散差都比较大，因此有利于减小高级球差

1’

1’’

2

3 高级像差与半径的关系

4

5 （黄，林123页）

6 加大高级球差

7 重要

8

场镜

1在有点目镜中，场镜可以调整目镜出瞳（光瞳）的位置，产生正像散，校正慧差和像散（和目镜的负场曲抵消），可以弯曲场镜减小正像散。

2

3

4

光阑

1光阑移动对球差没影响，但对像散和彗差有影响。但球差为零时，彗差与光阑的位置无关。

2

光阑与透镜重合（应该是双胶合）

离轴像差

1光阑以及它的轴上位置可以用来控制离轴像差。光圈

光圈增大其像差也会增大.

匹兹伐波像差系数

二级光谱色差

或此公式好像为通用的。双胶合

1

2 这里是物镜

3

在第3点里，好像背向光阑的ip是减小的啊，与弯向光阑相比

4

望远镜系统的物镜目镜像差补偿

显微镜物镜的像差

平面反射镜

1理论上平面反射镜不会产生任何像差，但由于加工和装配的误差，会产生像散。

平行玻璃板

1

2平板玻璃会产生一定的球差、色差。

3平行玻璃板

球面反射镜

不产生色差，球差也比用同焦距的透镜小很多，

共同点1

杂

分化板1

2 分划板

注意

物镜的工作距离：由物平面至透镜第一面顶点的距离

玻璃的选取

不懂：239页

渐晕

对于大视场光学系统，一般要考虑渐晕现象，有渐晕系数来描述。ZEMAX提供了4个参数，即VDX、VDY、VCX和VCY来描述渐晕现象，其中VDX、VDY用于定义光瞳中心位置的x,y 偏心；VCX、VCY用来定义渐晕因子。当VDX＝VDY=VCX=VCY=0，表示无渐晕现象，对于旋转对称系统，仅使用VDY与VCY即可。

则全视场VCY=0.35，0.7视场VCY=0.2

相对孔径

1后组增加了一个镜片，用于提高双高斯物镜的相对孔径。

2不晕镜一般都放置在汇聚光束里，起到进一步的汇聚作用。一般用来加大相对孔径。图中第三片透镜为不晕镜。

3

技巧