相差理论概述 这点东西呢,是比较初阶的,只能给您们一个概念性的认识,要对像差理论有比较全面的了解,还必须参看有关的教材。谢谢 日常使用的光学系统(简称镜头)由于受光学设计、加工工艺及装调技术等诸多因素的影响,要对一定大小的物体成理想象是不可能的,它实际所成的象与理想象总是有差异,这种成象的差异就称为镜头(或成象光学系统)的象差。 象差是由光学系统的物理条件(光学特性指标)所造成的。从某种意义上来说,任何 光学系统都存在有一定程度的象差,而且从理论上来讲总也不可能将它们完全消除。肉眼 和其他光能接收器也只具有一定的分辨能力,因此只要象差的数值小于一定的限度,我们 就认为该系统的象差得到了矫正。 一、一级像差理论 为了建立一个令人满意的像差理论,一个简单的方法就是从精确的光线追迹公式(请参考有关的书籍)着手,把其中每一角度的正弦函数按照麦克劳林定理展开成幂级数的形式,即 sinθ =θ -θ 3/3!+ θ5/5!- „„。对于小角度,这个幂级数是一个迅速收敛的级数,每一项都比它的前一项小得多,这说明对近轴光线而言,因倾斜角很小,故在 一级近似的情况下,除了第一项之外,其余各项都可以忽略不记。 二、三级像差理论 如果在光线追迹公式中,把角的正弦函数全部用sinθ =θ -θ 3/3!+ θ 5/5!- „„,中的前两项代替,则所得的结果不论是什么形式的方程式,都代表三级理论的结果,这样方程式就可以对主要像差作出相当准确的说明了。 在这个理论中任何光线所产生的像差,即是相对于高斯公式所得的路径的偏差,可以用五个和(S1到S5)式来表示,这五个和叫作塞德耳和。如果一个透镜的成像本领没有缺点,则这五个和全都应该为零。但是没有一个光学系统能够同时满足所有的这些条件。因此按照惯例,我们对每一个和分别考虑,如果其中某一个和为零,则与该和对应的像差就不存在。 例如,若轴上某一已知物点之塞德耳和 S1=0,则相应像点之球差就不存在。如果 S2=0,则没有彗差。如果 S3=0,则没有像散。如果 S4=0,则没有场曲。如果 S5=0,则没有畸变。这些像差叫做五种单色像差,因为它们对任何特定的颜色和折射率都存在。还有一种像差只在多色光中才表现出来。 三、各种单色像差 球差 由光轴上某一物点向镜头发出的单一波长的光线成象后,由于透镜球面上各点的聚光 能力不同,它不再会聚到象方的同一点,而是形成一个以光轴为中心的对称的弥散斑,这 种象差称为球差,...