標籤:光學成像

實際光學系統中,有非傍軸光線追跡所得的結果和傍軸光線追跡所得的結果不一致,這些與高斯光學(一級近似理論或傍軸光線)的理想狀況的偏差,叫做像差。

1簡介

像差一般分兩大類:色像差和單色像差。色像差簡稱色差,是由於透鏡材料的折射率是波長的函數,由此而產生的像差。它可分位置色差和放大率色差兩種。單色像差是指即使在高度單色光時也會產生的像差,按產生的效果,又分成使像模糊和使像變形兩類。前一類有球面像差、彗形像差和像散。后一類有像場彎曲和畸變。
像差的圖示

  像差的圖示

歪曲像差

  歪曲像差

實際工作中光學系統所成的像與近軸光學(Paraxial Optics,高斯光學)所獲得的結果不同,有一定的偏離,光學成像相對近軸成像的偏離稱像差。
由於像差使成像與原物形狀產生差異。複色光引起的色像差簡稱色差;非近軸單色光則引起單色像差。初級像差又分為五種,分別為:球面像差、彗形像差、像散、像場彎曲和畸變五種。
攝影影頭因製作不精密,或人為的損害,不能將一點所發出的所有光線聚焦於底片感光膜上的同一位置,使影像變形,或失焦模糊不清。
實際的光學系統存在著各種像差。一個物點所成的像是綜合各種像差的結果;此外實際光學系統完全可以不調焦在理想像平面處,這時像差(指在這個實像面上的像斑)當然也要變化。在天文上常用光線追跡的點列圖來表示實際像差;也可用波像差來表示像差,由一個物點發出的光波是球面波,經過光學系統后,波面一般就不再是球面的。它與某一個基準點為中心的球面的偏離量,乘以該處介質的折射率值,稱為波像差。

2賽德爾的五像差

賽德爾的五像差1856年德國的賽德爾,分析出五種鏡頭像差源之於單一色(單一波長)。此稱為賽德爾五像差。
彗差
與物高一次方、入射光瞳口徑二次方成正比的像差。若僅存在彗差,軸外物點發出的通過入射光瞳不同環帶的光線,會在理想像平面上形成半徑變化的並且沿視場半徑方向偏移的像圈。它們的組合會使物點的像成為形狀同彗星相似的彌散斑。
畸變
僅與物高三次方成正比的像差。若僅有畸變,得到的像是清晰的,只是像的形狀與物不相似。
上述單色像差,僅與物高和入射光瞳口徑的冪總共三次方成正比,稱為三級像差(又稱初級像差),此外還有與物高和入射光瞳口徑的冪總共高於三次方的成正比像差,稱為高級像差。

3色差

由於透射材料折射率隨波長變化,造成物點發出的不同波長的光線通過光學系統后不會聚在一點,而成為有色的彌散斑。它僅出現於有透射元件的光學系統中。按照理想像平面上像差的線大小與物高的關係,可區分為:
①位置色差(又稱縱向色差) 與物高無關的像差,即不同波長的光線經由光學系統後會聚在不同的焦點。
②橫向色差(又稱倍率色差) 與物高一次方成正比的像差。它使不同波長光線的像高不同,在理想像平面上物點的像成為一條小光譜。
這是兩種最基本的色差,由於波長不同還會引起單色像差的不同,這稱為色像差,如色球差、色彗差等。如果物平面處在無窮遠,上述物高應換為物點的視角(即它和光軸的夾角)。
像差(aberration)
上一篇[寧泰馨苑]    下一篇 [通用倉庫]

相關評論

同義詞:暫無同義詞