一、像散的概念像散，Astigmatism，是指軸外物點發出的錐形光束通過光學系統聚焦后，光斑在像面上子午方向和弧矢方向的不一致性。換句話說，就是軸外視場光束通過光瞳后，在子午方向和弧矢方向光程不相等，造成兩個方向光斑分離所形成的彌散斑。如圖所示二、像散的特點在高斯成像面上進行前后移動，可以明顯看到其像沿子午面與弧矢面方向的拉伸變化。如圖所示像散為軸外像差，但僅僅是與視場有關。視場越大，像散越明顯；若是發光點在在齊明點或者球心的位置，則無像散。三、像散產生的原因像散就類似于我們通常提到的散光，比如人眼的散光，指的是人眼看上下方向與左右方向的物體時清晰度不一樣，主要原因是人眼角膜在上下方向與左右 ...

比如下圖為濾波前后的點云效果對比。點云濾波的主要方法有：雙邊濾波、高斯濾波、條件濾波、直通濾波、隨機采樣一致濾波、VoxelGrid濾波等。雙邊濾波雙邊濾波是一種非線性濾波器，它可以達到保持邊緣、降噪平滑的效果。和其他濾波原理一樣，雙邊濾波也是采用加權平均的方法，用周邊像素亮度值的加權平均代表某個像素的強度，所用的加權平均基于高斯分布[1]。最重要的是，雙邊濾波的權重不僅考慮了像素的歐氏距離（如普通的高斯低通濾波，只考慮了位置對中心像素的影響），還考慮了像素范圍域中的輻射差異（例如卷積核中像素與中心像素之間相似程度、顏色強度，深度距離等），在計算中心像素的時候同時考慮這兩個權重。高斯濾波圖像大 ...

一、場曲的概念場曲，又稱像場彎曲，Field Curvature，顧名思義，是指平面物體通過透鏡系統后，所有平面物點聚焦后的像面不與理想像平面重合，而是呈現為一個彎曲的像面，這種現象稱為場曲。有時我們也理解為視場聚焦后像面的彎曲。如圖所示二、場曲的特點在高斯成像面上進行一定左右移動，可以明顯看到其像越偏離中心，像質越差；而如在高斯成像面上進行一定弧度的擺動，則可以發現像與中心同樣清晰。換句話說，讓成像面進行前后移動，可以清晰的觀察到中心像與邊緣的像的像質不同，不能保證同時清晰。場曲與像散一般來說是同時產生，透鏡對平面物體能夠結成的雙重影像，主像面為橫切線焦面，副像面為輻射線焦面。如果兩個像面不 ...

一、畸變的概念畸變，Distortion，是指物體通過鏡頭成像時，實際像面與理想像面間產生的形變。畸變只影響圖像的形狀，不影響圖像清晰度，但在設計時要盡量減少或者避免，因為人眼對圖像形變的響應能力高于對清晰度的響應。如圖所示二、畸變的特點畸變是指圖像變形。枕形畸變：也叫絲卷型畸變，如果鏡頭的邊緣放大率大于中間的放大率，就會發生枕形畸變，同心圓的像間距就不均勻，即邊緣間距大于中間間距，矩形的像不再是矩形；桶形畸變：也叫樽型畸變，如果鏡頭的邊緣的放大率小于中間的放大率，就會發生桶形畸變。同心圓的像間距就不均勻，即邊緣間距小于中間間距，矩形的像不再是矩形；如果沒有畸變，像與物就是完全相似的。即同心圓 ...

一、色差的概念多數的成像鏡頭都是應用于可見光波段，其波長大約在400~700nm，這就引入了多色光情況下成像后的顏色分離，也就是色散現象。色差，指顏色像差，是透鏡系統成像時的一種嚴重缺陷，由于同種材料對不同波長的光有不同的折射率，便造成了多波長的光束通過透鏡后傳播方向分離。簡單來說，色差就是顏色分離帶來的光學系統的像差。色差分兩種，一種叫做軸向色差，另一種叫做垂軸色差。本章我們只詳細介紹軸向色差。二、軸向色差的概念軸向色差，Longitudinal Aberration，也叫做球色差、位置色差、縱向色差，指不同波長的光束通過透鏡后焦點位于沿軸的不同位置，因為它的形成原因同球差相似，顧也稱其為球 ...

一、色差的概念多數的成像鏡頭都是應用于可見光波段，其波長大約在400~700nm，這就引入了多色光情況下成像后的顏色分離，也就是色散現象。色差，指顏色像差，是透鏡系統成像時的一種嚴重缺陷，由于同種材料對不同波長的光有不同的折射率，便造成了多波長的光束通過透鏡后傳播方向分離。簡單來說，色差就是顏色分離帶來的光學系統的像差。色差分兩種，一種叫做軸向色差，另一種叫做垂軸色差。本章我們只詳細介紹垂軸色差。二、垂軸色差的概念垂軸色差，Lateral Color，也叫做倍率色差、橫向色差，指軸外視場不同波長光束通過透鏡聚焦后在想面上高度各不相同，也就是每個波長成像后放大率不同，故稱為倍率色差。多個波長的焦 ...

成像光學設計必須校正光學系統的像差，但既不可能也不需要把像差校正到完全理想的程度，因此需要選擇像差的最佳校正方案，也需要確定校正到怎樣的程度才能滿足使用要求,即確定像差容限。這兩方面都屬于光學系統質量評價問題，它對光學設計者具有重大指導意義。一般而言，有以下幾種評價光學系統質量的標準。1.斯特列爾判斷2.瑞利判斷3.分辨率4.點列圖5.光學傳遞函數我們接下來一一進行介紹。一、斯特列爾判斷光學系統有像差的時候，衍射圖樣中中心亮斑（即艾里斑）占有的光強度比理想成像的時候要低，這兩者的光強度之比稱為Strehl強度比，又稱為中心點亮度，以S.D.表示。Strehl判斷認為，中心點亮度S.D.> ...

一、球差的初步計算球差也叫球面像差，Spherical Abereation，是所有幾何像差中最簡單也是最基本的像差，其中好幾種軸外單色像差均與球差有一定聯系。不同傾角的光線交光軸于不同位置上，相對于理想像點的位置有不同的偏離。這是單色光的成像缺陷之一，稱為球差。如圖所示在上圖中，在軸上點A的理想像為A0’,由A點發出的過入瞳邊緣的光線（marginal ray)從系統出射后，交光軸于一點，而由于球差可見到在12345個孔徑帶上成像不同，而它們的像方截距分別為L’于l’，則其為這條光纖的球差。。顯然，在邊緣光纖以內與光軸成不同角度的各條光線都有各自的球差。而如上圖所示為球差小于0的情況。如果經 ...

儀目前主流的波前傳感器有：哈特曼傳感器，夏克哈特曼傳感器和四波橫向剪切干涉儀。1900年，測量激光相位，采用哈特曼傳感器，即在相機前加一個遮罩，遮罩上的每個小孔，光通過小孔后得到光束的方向。1970年，夏克哈特曼傳感器將小孔替換成微透鏡聚焦，提高了光的利用效率。2000年，四波橫向剪切干涉儀倍發明出來，它采用一個相位光柵，產生四個衍射光束，他們之間相互干涉產生條紋后，從干涉途中提取相位圖。相位光柵一個棋盤型的光柵，光柵的相位分別是0和π，那么這個相位光柵可以簡寫成或者記作的卷積，依據傅里葉變換和卷積的性質，只要分別求得兩項的傅里葉變換式，然后相乘這一項仍舊是單縫衍射的因子這項是多峰干涉后的結果 ...

學元件共軛的波前，從而減少來自光學器件和樣品的光束畸變。圖3. Meadowlark純相位液晶空間光調制器生成的11x11點陣圖圖4. 使用SLM生成貝塞爾光束圖5. Lu, R., Sun, W., Liang, Y., Kerlin, A., Bierfeld, J., Seelig, J. D., ... & Koyama, M. (2017). Video-rate volumetric unctional imaging of the brain at synaptic resolution. Nature neuroscience, 20(4), 620四、雙光子應用對液晶 ...