各種像差消除方法

2022-04-27 18:03:02 字數 2515 閱讀 2200

注:「袁」字和後面的數字指袁旭滄的書《光學設計》的電子版頁碼,「黃,林」及後面的數字指黃一帆及李林的書《光學設計教程》的書本頁碼。蕭,安指蕭澤新和安連生的《工程光學設計》的書本頁碼,這三本都是經典書籍,建議新手要看這幾本書。

球差1正負透鏡搭配

2透鏡在焦距一定的情況下,透鏡的折射率越大,球差越小。34

5慧差1慧差和光束的口徑的平方成比例,由於目鏡的光束口徑較小,所以慧差也不會太大(望遠鏡目鏡系統

23 在雙膠合物鏡中,合理選擇玻璃和彎曲,能校正球差,色差和慧差。

4光闌移動對球差沒影響,但對像散和彗差有影響。但球差為零時,彗差與光闌的位置無關。

場曲1目鏡中場曲一般不進行校正,光學系統要校正場曲,必須在系統中具有相互遠離的正透鏡和負透鏡,二者光焦度相反,數值相近。如下圖:

2 原因(袁184頁)34

5 一般的會聚系統,例如目鏡、消色差顯微物鏡和照相物鏡,正透鏡,產生正場曲。

6等於負值,廣泛應用於需要消場曲的物鏡和廣角目鏡中。透鏡越厚,彎月形厚透鏡消場曲的作用越強。

像散:1

2 改變透鏡的厚度(不需要設定像散的權重),但好像不可取.如果使用mncg mxcg來約束厚度,那像散也不會有大變化,倒是球差和彗差會有稍微所改善

3 袁187頁,實際像面在兩透鏡中間

4可以彎曲場鏡減小正像散。

5視場比較小的話,一般像散會比較小67

慧差與像散

1 注意:是單透鏡的

23 例項,這例子還校正了垂軸色差

色差注意:

加1由薄透鏡的初級色差公式可知,薄透鏡的色差只與透鏡的光焦度有關,而與透鏡的形狀無關。改變透鏡的形狀,不會影響已校正好的色差(應該是在光焦度不變的情況下,而且是單薄透鏡才對吧,如果是雙膠合好像就錯了啊,而且要注意單透鏡不能校正色差)。

注意:雙膠合透鏡的膠合面半徑曲率改變,焦距不變。

另:這裡的物高y也指視場

2 在透鏡焦距一定的情況下,色散越小,則色差也就越小。

3 在袁207頁的無畸變目鏡有例項,校正垂軸色差

三膠合透鏡中間的負透鏡的色散要盡量大,的兩邊的正透鏡色散要盡量小,可校正垂軸色差。

4 之所以正透鏡v高,負透鏡v低,可能是因為正透鏡h大,負透鏡h小,無論光線從左還是從右射入。(安,蕭69),校正的應該是軸向色差,但也有可能是垂軸色差,如上面,和(垂軸色差第2點)

依下面的原理。

這裡應該錯了,對於負光焦度的雙膠合組,正透鏡應該用低v值,負透鏡應該用高v值才對。而正光焦度的恰恰相反。好像也有這樣的情況,在雙高斯膠合透鏡裡。

原理:袁269頁,校正軸向色差,場曲。注意這裡h為軸向光線的投射高度,但h的定義為軸上點近軸光線的投射高度。(已理解)

5 正透鏡負色差,負透鏡正色差?按照公式正透鏡應該產生正色差,負透鏡應該產生正色差才對,所以下面應該說錯了。

6 彎月型

7垂軸色差

1 袁 187頁注意:兩個正透鏡

23 袁243頁當孔徑光闌和雙膠合透鏡重合時,雙膠合透鏡不產生垂軸色差

高階球差

1 由於折射率差和色散差都比較大,因此有利於減小高階球差

1』1』』2

3 高階像差與半徑的關係

45 (黃,林123頁)

6 加大高階球差

7 重要8場鏡

1在有點目鏡中,場鏡可以調整目鏡出瞳(光瞳)的位置,產生正像散,校正慧差和像散(和目鏡的負場曲抵消),可以彎曲場鏡減小正像散。23

4光闌1光闌移動對球差沒影響,但對像散和彗差有影響。但球差為零時,彗差與光闌的位置無關。

2光闌與透鏡重合(應該是雙膠合)

離軸像差

1光闌以及它的軸上位置可以用來控制離軸像差。

光圈光圈增大其像差也會增大.

匹茲伐波像差係數

二級光譜色差

或此公式好像為通用的。

雙膠合1

2 這裡是物鏡

3在第3點裡,好像背向光闌的ip是減小的啊,與彎向光闌相比

4望遠鏡系統的物鏡目鏡像差補償

顯微鏡物鏡的像差

平面反射鏡

1理論上平面反射鏡不會產生任何像差,但由於加工和裝配的誤差,會產生像散。

平行玻璃板

12平板玻璃會產生一定的球差、色差。

3平行玻璃板

球面反射鏡

不產生色差,球差也比用同焦距的透鏡小很多,

共同點1

雜分化板

12 分劃板

注意物鏡的工作距離:由物平面至透鏡第一面頂點的距離

玻璃的選取

不懂:239頁

漸暈對於大視場光學系統,一般要考慮漸暈現象,有漸暈係數來描述。zemax提供了4個引數,即vdx、vdy、vcx和vcy來描述漸暈現象,其中vdx、vdy用於定義光瞳中心位置的x,y偏心;vcx、vcy用來定義漸暈因子。當vdx=vdy=vcx=vcy=0,表示無漸暈現象,對於旋轉對稱系統,僅使用vdy與vcy即可。

則全視場vcy=0.35,0.7視場vcy=0.2

相對孔徑

1後組增加了乙個鏡片,用於提高雙高斯物鏡的相對孔徑。

2不暈鏡一般都放置在匯聚光束裡,起到進一步的匯聚作用。一般用來加大相對孔徑。圖中第三片透鏡為不暈鏡。3技巧

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