工程光学第6章光线的光路计算及像差理论

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1、球并1:概述:彗差儿何像差：基于儿何光单色像光学系统的成像屮入射光线的孔径，视场不同，子午而和弧度面光束成像散场曲畸变位置色差倍率色差由于折射色像率不同而有不同的波像差：基于波动关学■由于衍射存在，理想球面沛lAH兔后苴沛而戸不杲2：单色像差：由于光线系统的成像均具有一定的孔径和视场，对不同孔径的入射光线其成像的位置不同，不同的视场的入射光线其成像的倍率也不同，子午面和弧失而光束成像的性质也不同。故单色光成像会产生性质不同的5种像差。色差：白光进入光学系统示，由于折射率不同而有不同的光程，导致了不同色光成像的人小和位置也不相同，这种不同色光的成像差异称为色差。波像差：由丁衍射

2、现象的存在，经过光学系统形成的波面已不是球面，实际波为理想波的偏差称为〜〜，简称波差。3：球差：远轴光线的光路计算结果L7和U'随入射高度山或孔径角5的不同而不同。因此，轴上点发出的同心光束经光学系统后，不再是同心光束，不同入射高度h(U)的光线交光轴与不同位置，相对近轴像点有不同程度的偏离，这种偏离称为轴向球差，简称球差。用皿,表示。况=LT由于球差的存在，在高斯像面上的像点己不再是一个点，而是圆形的弥撒斑，弥撒斑的半径用刃'表示，称作垂轴球差，与轴向球差的关系Sr,=^LtanU'=(L,-/,)tanU,球差是入射高度h,或者孔径角U.的函数，球差随h.或者U

3、变化，可

4、以有h］或者U

5、的幕级数表示，由于球差具有轴对称性，当h］或者U

6、变号时，球差况不变，故不存在奇次幕；当hi或者U

7、为0时，L-r=of况僅0故无常数项；球差是轴上点像差，与视场无关,故展开式况』人叶++……或者况'=+。2久+……。习题6-6：球面反射镜冇几个无球差点？2个。单折射球面的球差分布系数公式Sr=null(i-r)(r-u)若是单反射球面镜，则把“二7,代入上面公式得单反射球面镜球差分布系数公式S*=nuli(7-)(/*-«)片反=0吋，反射球面镐不产生球差a<1)当/=0,则0时，物象点在球面顶点时不产生球差。<2)当/-r=o,此时只右/==o才能满足/=

8、r也就是说，物光过反射球面的球心，物象点位遇恰好在球心的位蜀Vf=0,血”工0,尸H()>「•/-r=0乂/•=0,/•=r通过球心的光线不发生偏折，所以不笛多大孔能角U都不产生球差。（3）r-u=on—=-1・n这种情况与(1)相同所以单球面反射镜只仃商个不产生球差的点。