孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的若干通光孔中，一定有一個(gè)光孔起著限制成像光束的作用。在下圖所示的系統(tǒng)中，它由兩個(gè)透鏡組及其之間的一個(gè)專設(shè)光闌Q所組成，一共有三個(gè)光孔Q_1, Q_2和Q。在下圖中，自物體中心，即軸上點(diǎn)A發(fā)出的與光軸成不同角度的三條光線，分別經(jīng)過三個(gè)光孔的邊緣，其中經(jīng)光闌Q邊緣Q_1點(diǎn)的光線與光軸的夾角最小，這表明，從A點(diǎn)發(fā)出的光束之中，只有比此角小的光線才能通過系統(tǒng)參與成像。所以在這個(gè)系統(tǒng)中，光闌Q起著限制成像光束的作用，是系統(tǒng)的孔徑光闌。在上圖中，我們可以畫出孔闌被其前面的鏡組Q_1所成的像P_1 PP_2.我們也可以畫出光孔Q_2被其前面的鏡組所成的像。在所有光 ...

要方法就是在光瞳面放置一個(gè)光學(xué)“校正器”，并且通過實(shí)時(shí)控制來改變這個(gè)校正器的面形來補(bǔ)償大氣引入的像差。Babcock 的開創(chuàng)性論述中所提出的光學(xué)校正器叫做“Ediophor”，設(shè)想用一層薄的反射層覆蓋在一層油膜上面，然后在油膜上面施加電荷，靜電力使油膜根據(jù)電荷的空間分布產(chǎn)生相應(yīng)的厚度變化，從而對(duì)入射的光線產(chǎn)生光程調(diào)制，這就是變形鏡的原型，如圖1。圖1 巴布科克提出的變形鏡原理但在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下沒能真正實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)。之后隨著激光技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用以及軍事研究的刺激，變形鏡的技術(shù)得以迅速發(fā)展，這也直接推動(dòng)了自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在美國軍方合同的支持下，Itek 公司的J.W.Hardy 等人于1 ...

它表示在不同光瞳區(qū)域商的光線入射到像面后在像面上與光軸的垂直高度的大小。由于絕大數(shù)玻璃透鏡元件都是球面，所以球差的存在也是必然性。由于球差的存在，使球面透鏡的成像不再具有完美性，球面單透鏡的球差是不可消除的。二、球差的特點(diǎn)當(dāng)在軸上視場(chǎng)產(chǎn)生的時(shí)候，是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的像差。三、球差產(chǎn)生的原因由于透鏡的球面折射使具有一定高度的平行光束不能在一點(diǎn)傷聚焦所致；由于鏡頭的透鏡球面上各點(diǎn)的聚光能力不同：近軸與遠(yuǎn)軸的光線會(huì)聚點(diǎn)不一致，形成彌散圓。四、球差的種類球差的種類很多，分類方法不一，在度量上可分為橫向球面差和縱球面差兩種；在形式上可分為正球面像差和負(fù)球面像差兩種。五、消除球面像差的方法1. 采用多片透鏡的組合 ...

Y系數(shù)來縮放光瞳，并且通過VDX、VDY系數(shù)來平移光瞳。縮放加平移，從而把原來的無漸暈的通光區(qū)域變換擬合到實(shí)際的通光的區(qū)域。即Px’ = VDX + Px(1- VCX)以及Py’ = VDY + Py(1- VCY)由于Zemax是使用高斯求積法的采樣算法來計(jì)算系統(tǒng)的MTF，在Zemax中設(shè)置漸暈可以把消除實(shí)際系統(tǒng)中被漸暈光闌阻攔的非有效光線對(duì)最終計(jì)算結(jié)果的影響，這對(duì)于MTF的優(yōu)化來說非常重要，所以在使用Zemax設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)的時(shí)候，務(wù)必設(shè)置漸暈。當(dāng)然需要注意的是，由于Zemax設(shè)置漸暈采用的方法是平移和縮放，所以不論是點(diǎn)列圖還是MTF的計(jì)算結(jié)果，都是存在一定誤差，更重要的是，需要注意到，在 ...

視場(chǎng)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(gè)方向光斑分離所形成的彌散斑。如圖所示二、像散的特點(diǎn)在高斯成像面上進(jìn)行前后移動(dòng)，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(chǎng)有關(guān)。視場(chǎng)越大，像散越明顯；若是發(fā)光點(diǎn)在在齊明點(diǎn)或者球心的位置，則無像散。三、像散產(chǎn)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(shí)清晰度不一樣，主要原因是人眼角膜在上下方向與左右方向彎曲不同，造成的屈光度不同，這其實(shí)就像是人眼產(chǎn)生的像散。而我們所說的像差主要是在于透鏡光學(xué)系統(tǒng)成像后，像面上光斑的分布情況。像散也正是鏡頭系統(tǒng)在上 ...

統(tǒng)后，在出射光瞳處得到的是球面波，而實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的像差使像方的波面不再是球面波，像差的影響就是通過這種位相的變化而反映為衍射圖樣的變化。如果像差引起的光程差，即波像差為W，那么對(duì)于一個(gè)像差很小的光學(xué)系統(tǒng)來說中心點(diǎn)亮度S.D.與波像差W之間有相對(duì)簡單的關(guān)系，即S.D.=1- k^2 ˉ(W^2 )利用這種關(guān)系和上述S.D. >= 0.8的判據(jù)，就可以決定像差的最佳校正方案和像差的公差。Strehl提出的中心點(diǎn)亮度S.D.>= 0.8的判據(jù)是評(píng)價(jià)小像差系統(tǒng)成像質(zhì)量的一個(gè)比較嚴(yán)格而又可靠的方法，但是缺點(diǎn)是計(jì)算起來相當(dāng)復(fù)雜，不便于實(shí)際應(yīng)用。瑞利判斷瑞利判斷：實(shí)際波面與參考球面之間的最大偏離 ...

傳統(tǒng)AO中的光瞳(pupil)平面控制激發(fā)波前，開發(fā)了一種高效且有效的像差校正方法，從而能夠恢復(fù)衍射極限成像性能。圖1、高效像差校正用于貝塞爾焦點(diǎn)掃描2PFM實(shí)驗(yàn)結(jié)果：圖2、像差校正恢復(fù)衍射極限分辨率用于斑馬魚幼苗在體體積成像通過貝塞爾聚焦掃描在2 Hz的體積速率下以及無AO和有AO的情況下對(duì)體積(128×100×60 μm3，從Z=190μm到Z=250μm below pia)中GCaMP6s+樹突和樹突棘的自發(fā)鈣瞬變進(jìn)行成像。清醒小鼠在體視覺皮層神經(jīng)元基底樹突棘中視覺誘發(fā)谷氨酸信號(hào)(iGluSnFR-A184S)的體積成像。通過貝塞爾聚焦掃描在無AO和有AO(128×128×60μm3， ...

部光源照射。光瞳函數(shù)P(u,v)表示光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物體施加的變換。光瞳函數(shù)最簡單的形式是具有有限尺寸的通光孔徑，然而，更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)也是可能的。為了分析圖2的系統(tǒng)，我們需要注意探測(cè)器上波前的加權(quán)疊加是成像的本質(zhì)。自發(fā)光或被照明的物體上的不同空間位置光譜信息被波前所攜帶。光源的物理性質(zhì)和物體決定了這些信息是如何被波前編碼并在探測(cè)器上進(jìn)行換能轉(zhuǎn)換。如果物理過程中生成的兩個(gè)波前是相關(guān)的，那么這兩個(gè)波前可以相干的疊加，即振幅和相位都疊加。如果這個(gè)過程是不相關(guān)的，那么波前不相干，則是能量的疊加。波前由空間和時(shí)間相干性來描述。同時(shí)從兩個(gè)不同空間位置發(fā)射出的兩個(gè)波前相關(guān)，視作光源的空間相干性。空間相干性與光源尺寸 ...

道理也適用于光瞳——一般來說，我們?cè)诿恳粋€(gè)中間空間都沒有唯①的入瞳和出瞳，除了光闌位置。相反，對(duì)于每個(gè)對(duì)稱平面，我們會(huì)有一組唯①的光瞳。由于這些特征，當(dāng)我們討論光程差誤差(OPD)或光線誤差時(shí)，在每個(gè)空間中，我們不清楚我們指的是哪個(gè)圖像點(diǎn)的誤差。在計(jì)算OPD時(shí)，在每個(gè)空間中，參考球的中心點(diǎn)應(yīng)該是高斯圖像中的哪個(gè)點(diǎn)?由于通常在Z終圖像空間中我們沒有唯①的出瞳，如果系統(tǒng)光闌不在這個(gè)空間中，那么當(dāng)我們寫出波像差函數(shù)時(shí)，我們使用的是哪個(gè)坐標(biāo)?這些困難也許可以解釋為什么自塞德爾第①次描述他的五種塞德爾像差以來，150多年過去了，但除了簡單的平行圓柱形變形連接系統(tǒng)以外，沒有人提供一套一般變形系統(tǒng)的完整的初 ...

算方便一般在光瞳上是按2的冪打網(wǎng)格取樣，取樣越稀疏計(jì)算速度越快，但波面擬合的精度越低;取樣越密集計(jì)算速度越慢，但波面擬合的精度越高。常用的取樣密度有 16×16,32×32,64×64,128×128,256× 256 等。實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于高精度光學(xué)系統(tǒng)可以采用波面干涉法檢驗(yàn)波像差，有不同類型的干涉儀用于檢驗(yàn)光學(xué)系統(tǒng)的質(zhì)量，如雙光路的泰曼干涉儀，它是用一條光路產(chǎn)生標(biāo)淮波面、另一條光路產(chǎn)生被測(cè)波面，從而得到兩個(gè)波面的干涉圖。共光路的斐索千涉儀也是常用的一種，由于標(biāo)準(zhǔn)波面和被測(cè)波面在同一光路,可以得到穩(wěn)定性更好的干涉圖。剪切干涉法的原理與此不同，它是采用平板反射等方法使同一個(gè)波面在一個(gè)方向產(chǎn)生錯(cuò)位獲 ...