波像差系列（二）-軸上點(diǎn)的波像差及其與球差的關(guān)系對(duì)于軸對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng),軸上點(diǎn)發(fā)出的球面波經(jīng)系統(tǒng)以后，只是由于唯一的球差，使出射波面變形而偏離于球面。由于軸上點(diǎn)波面是軸對(duì)稱的，其波像差只需從波面與子午平面相截的截線上，取光軸以上的一方來(lái)考察即可。如下圖所示,是波面的對(duì)稱軸(即系統(tǒng)的光軸），是系統(tǒng)的出瞳中心,實(shí)際波面上任意一點(diǎn)的法線交光軸于點(diǎn)。任取一參考點(diǎn)，例如以高斯像點(diǎn) A’為中心，作一在點(diǎn)相切于實(shí)際波面的參考球面它就是理想波面。顯然就是孔徑角為U'時(shí)的球差。光線交理想波面于M,則就是波面像差，簡(jiǎn)稱波像差。可見(jiàn),波像差就是實(shí)際波面與理想波面之間的光程差,用W表示。規(guī)定實(shí)際波面在理想波面之后 ...

。因此不能像軸上點(diǎn)那樣，僅用一個(gè)量來(lái)描述其像差。通常用光線的垂軸像差的子午分量和弧矢分量來(lái)描述，相應(yīng)地,軸外點(diǎn)的波像差也將表示成與這兩個(gè)分量之間的關(guān)系。分別以出瞳中心o’和理想像面中心為原點(diǎn),作瞳面坐標(biāo)和像面坐標(biāo)如上圖所示。為軸外點(diǎn)B的實(shí)際波面，為以理想像點(diǎn)為中心所作的在出瞳中心o’處與實(shí)際波面相切或相交的理想?yún)⒖记蛎妗Ｈ稳∫粭l光線，與波面,和高斯像面分別相交于和B'點(diǎn),其坐標(biāo)分別為光線的方向余弦為cosα，cosβ，cosγ。顯然，則在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影可以寫成：微分這些式子，并將第①式乘cosa,第②式乘cosβ,第③式乘cosγ,然后相加，考慮到方向余弦的平方和等于1,得為進(jìn)一步 ...

變化，以保證軸上點(diǎn)光速的孔徑角度不變。孔徑光闌的口徑的大小將影響光學(xué)系統(tǒng)的分辨率、像面照度和成像質(zhì)量。同時(shí)，如果物體位置發(fā)生了變化，原來(lái)限制光束的孔徑光闌也會(huì)失去作用，被其他光孔替代。視場(chǎng)光闌、入射窗和出射窗光學(xué)系統(tǒng)能夠清晰成像的物空間范圍稱為視場(chǎng)。根據(jù)物所在的位置，對(duì)視場(chǎng)有兩種表示方法：當(dāng)物位于有限距離時(shí)，常用物高表示視場(chǎng)；當(dāng)物位于無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)，用視場(chǎng)角表示視場(chǎng)。在光學(xué)系統(tǒng)中，限制物平面上或物空間中成像范圍的光闌稱為視場(chǎng)光闌。視場(chǎng)光闌經(jīng)前面的光組所在物空間所形成的像稱為入射窗，簡(jiǎn)稱入窗；視場(chǎng)光闌經(jīng)過(guò)后面的光組在像空間所成的像稱為出射窗，簡(jiǎn)稱出窗。視場(chǎng)光闌和入窗關(guān)于前面的光組共軛；視場(chǎng)光闌和出窗關(guān) ...

現(xiàn);再考感到軸上點(diǎn)波像差只是入瞳半徑的函數(shù)，因此和項(xiàng)只能以的形式出現(xiàn)。故有由于參考球面在出瞳中心與實(shí)際波面相切，即的主光線的波像差為零，故上式中不存在常數(shù)項(xiàng)和單獨(dú)的元。上式中,和分別是軸向離焦和垂軸離焦項(xiàng)，是由于參考點(diǎn)不在高斯像點(diǎn)而產(chǎn)生的。以為系數(shù)的五項(xiàng),對(duì)應(yīng)于五種初級(jí)單色像差引起的波像差。以為系數(shù)的九項(xiàng)，是由二級(jí)像差引起的。如果將上式中的坐標(biāo)取規(guī)化值，即令則可應(yīng)用公式將該式的波像差變換成垂軸像差和，也常見(jiàn)有用極坐標(biāo)表示瞳面坐標(biāo)的波像差表示式。此時(shí)有將其代入公式(1），可得相應(yīng)的表示式。以上的波像差表示式,一般都是用來(lái)對(duì)某一給定的視場(chǎng)計(jì)算其波像差的,故式中的視場(chǎng)因子是一常數(shù),可并入系數(shù)內(nèi)。實(shí)際 ...

。所以，就是軸上點(diǎn)發(fā)出的某一光線與沿軸光線之間的光程差或波像差。按此，同一孔徑的F光和C光各自的光程差應(yīng)是和,二者之差即為波色差，以表示，有式中第一項(xiàng)表示同一孔徑的二色光線間的光程差。由于二色光的折射率差比折射率小得多，由此折射率差引起的二色光線的光路差別為一小量,而二光線的光程差更為二級(jí)小量。若略去這二級(jí)小量,則可用二色光的中間色光的光路長(zhǎng)D來(lái)代替和,由此得這就是軸上點(diǎn)波色差的表示式。它表示二色波面于中心相切時(shí)，在所計(jì)算孔徑處的偏離量。如果邊緣光線的 ,就表示二色波面在邊緣處相交，或在邊緣帶上二色光的波像差相等。消色差系統(tǒng)就要求這樣。應(yīng)用上述公式計(jì)算波色差時(shí)，主要在于計(jì)算主色光在系統(tǒng)各光學(xué)零 ...

統(tǒng)，應(yīng)該保證軸上點(diǎn)和近軸點(diǎn)有很好的像質(zhì)。所以須校正好球差、色差和近軸彗差，使最大波像差不大于 1/4 波長(zhǎng)，符合瑞利判斷的要求。對(duì)于球差,我們?nèi)粝氲玫饺菹抻?jì)算式。有二種情況：1.當(dāng)系統(tǒng)僅有初級(jí)球差時(shí)，其所產(chǎn)過(guò)的最大波像差(經(jīng) 離焦后)由以下公式來(lái)決定。令其小于或等于 1/4 波長(zhǎng)，即可得邊光球差的容限公式為上式的嚴(yán)格表示應(yīng)為2.當(dāng)系統(tǒng)同時(shí)具有初級(jí)和二級(jí)球差時(shí)，在對(duì)邊光校正好球差后,0.707 帶的光線具有最大的剩余球差。作 的軸向離焦后，系統(tǒng)的最大波像差由以下公式來(lái)決定，令其小于等 手1/4波長(zhǎng)，即可得 時(shí)的帶光球差容限為或?qū)嶋H上，邊光的球差未必正好校正到零，需控制在焦深范圍內(nèi)。故此時(shí)邊光球差 ...

鏡物鏡只需對(duì)軸上點(diǎn)校正色差、球差和對(duì)近軸點(diǎn)校正彗差，軸外像差可不予考慮，其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一般有折射式望遠(yuǎn)鏡物鏡、反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡、折反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡，這篇文章主要介紹折射式望遠(yuǎn)鏡物鏡。這類物鏡要達(dá)到上述像質(zhì)要求并無(wú)困難，但要求高質(zhì)量時(shí)，要同時(shí)校正二級(jí)光譜和色球差就相當(dāng)不易。后者常只能以不同程度地減小相對(duì)孔徑才能實(shí)現(xiàn)。這類物鏡常用的型式有：1.雙膠合物鏡在玻璃選擇得當(dāng)時(shí)，能同時(shí)校正色差、球差和彗差，是可能滿足像質(zhì)要求的zui簡(jiǎn)單形式，但膠合面上的高ji球差使相對(duì)孔徑受到限制，且當(dāng)用普通玻璃時(shí)，二級(jí)光譜為常量，色球差也無(wú)法控制，因而不能獲得高的像質(zhì)。該型式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝方便，光能損失也 ...

鏡物鏡只需對(duì)軸上點(diǎn)校正色差、球差和對(duì)近軸點(diǎn)校正彗差，軸外像差可不予考慮，其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一般有折射式望遠(yuǎn)鏡物鏡、反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡、折反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡，這篇文章主要介紹反射式與折反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡。一、反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡反射式物鏡主要用于天文望遠(yuǎn)鏡中，因天文望遠(yuǎn)鏡需要很大的口徑，而大口徑的折射物鏡無(wú)論在材料的熔制、透鏡的加工和安裝上都很困難。因此，口徑大于1米時(shí)都用反射式。反射式物鏡完全沒(méi)有色差，可用于很寬的波段。但反射面的加工要求要較折射面高得多，表面的局部誤差和變形對(duì)像質(zhì)的影響也大。比較有名的反射式物鏡是雙反射面系統(tǒng)，它有如下二種型式：1.卡塞格林系統(tǒng)如下圖1所示，稱主鏡的di一個(gè)大反射面是 ...

貢獻(xiàn)，不影響軸上點(diǎn)光束和系統(tǒng)的放大率。根據(jù)像差理論可知，位于像面上的場(chǎng)鏡除只產(chǎn)生匹茲凡和以及由此引起的畸變外，不產(chǎn)生其他像差。因此場(chǎng)鏡都用單透鏡，并且在不需由它來(lái)改變畸變時(shí)，都采用平凸透鏡。如果您對(duì)相關(guān)產(chǎn)品有興趣，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)上海昊量光電的官方網(wǎng)頁(yè)：http://www.arouy.cn/three-level-55.html相關(guān)文獻(xiàn)：《幾何光學(xué) 像差 光學(xué)設(shè)計(jì)》（第三版）——李曉彤 岑兆豐更多詳情請(qǐng)聯(lián)系昊量光電/歡迎直接聯(lián)系昊量光電關(guān)于昊量光電：上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專業(yè)代理商，產(chǎn)品包括各類激光器、光電調(diào)制器、光學(xué)測(cè)量設(shè)備、光學(xué)元件等，涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊、生物 ...

，一般只要對(duì)軸上點(diǎn)校正好色差和球差，并使之滿足正弦條件而達(dá)到對(duì)近軸點(diǎn)消彗差即可，因此只能用于中低檔的普及型顯微鏡中作一般觀察之用。下面幾種典型的消色差物鏡，由于其結(jié)構(gòu)型式有利于帶球差的校正，仍為人們所廣泛采用。1）單組雙膠合低倍物鏡 見(jiàn)圖下圖1，這是可能實(shí)現(xiàn)上述像差要求的zui簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能承擔(dān)的zui大相對(duì)孔徑為1:3，因此數(shù)值孔徑只能達(dá)0.1~0.15，相應(yīng)的倍率為3~6倍。圖12）里斯特型中倍物鏡 如下圖2所示，由二組雙膠合鏡組組成。它能達(dá)到的數(shù)值孔徑為單組的二倍，即0.2~0.3，相應(yīng)的倍率為8~20倍。它是更復(fù)雜的其他型式物鏡的基礎(chǔ)。圖23）阿米西型高倍物鏡 這種物鏡可看成是在里斯特物 ...