理論光學系統(tǒng)與實際是不同的官套,實際的光學系統(tǒng)成像是不完善的酒奶,光纖經光學系統(tǒng)各個表面?zhèn)鬏敃纬啥喾N像差,使成像從產生模糊奶赔、
變形等缺陷惋嚎。像差就是光學成像不完善程度的描述。光學系統(tǒng)設計的一項重要工作就是要校正這些像差站刑,使成像質量達到技術要求另伍。球
差對成像光學系統(tǒng)設計有著重要的影響。
一、球差的概念
球差也叫球面像差堕汞,Spherical Abereation勺爱,是指軸上物點發(fā)出的光束通過球面透鏡時,透鏡不同孔徑區(qū)域的光束最后匯聚集在光軸的
不同位置讯检,在像面上形成圓形的彌散斑邻寿,這就是球差。如圖所示
如果使用定量的方法來計算球差的大小视哑,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绣否。
由于絕大數玻璃透鏡元件都是球面,所以球差的存在也是必然性挡毅。由于球差的存在蒜撮,使球面透鏡的成像不再具有完美性,球面單透鏡的
球差是不可消除的跪呈。
二、球差的特點
當在軸上視場產生的時候耗绿,是旋轉對稱的像差苹支。
三、球差產生的原因
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傷聚焦所致误阻;由于鏡頭的透鏡球面上各點的聚光能力不同:近軸與遠軸的光
線會聚點不一致债蜜,形成彌散圓。
四究反、球差的種類
球差的種類很多寻定,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精耐;在形式上可分為正球面像差和負球面像差兩種狼速。
五、消除球面像差的方法
1. 采用多片透鏡的組合(復合透鏡)
球面的凸面為正球差卦停,凹面為負球差向胡,采用多透鏡使各個透鏡的正、負球面像差相互抵消惊完,相機中多數攝影鏡頭均采用這種方式,但其
校正像差的缺陷并不十分徹底专执。
2. 采用非球面透鏡或者曲鏡
此類透鏡可以改變透鏡兩球面的曲率半徑(又稱配曲調正)淮捆,以減小單透鏡的球差
3. 使用漸變折射率的材料制作透鏡
漸變折射率可使透鏡各個位置上的聚光能力相同
4. 縮小光圈(孔徑)
小光圈擋去了遠軸光線,彌散圓的直徑就小,圖像清晰
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