光学设计手册学习(二)——像差


在望远镜物镜中,只要求校正色差、球差、彗差三种像差。在这三种像差中通常首先校正色差,因为初级色差和透镜形状无关,校正了色差以后,保持透镜的光焦度不变,再用弯曲透镜的方法校正球差和彗差,对已经校正的色差影响很小。

1、色差的微量校正

前面求结构参数所用的初级色差公式,只是消除了近轴色差,根据对高级色差和色差平衡的讨论,在系统存在色球差的情况下,微量减少剩余色差,应该使系统对0.7071h消除轴向色差。
微量校正色差,可以改变系统中某一个表面的半径。在使用计算机计算像差的情形下,常采用改变中间胶合面的半径比较合理,因为胶合面两遍的折射率差比较小,所以改变叫河面半径对透镜组的焦距影响较小。

2、球差和彗差的微量校正

薄透镜的色差只与透镜的光焦度有关,而与透镜的形状无关。
因此,当改变透镜的形状时,不会影响已经校正好的色差。保持透镜光焦度不变而只改变透镜的形状,通常称为弯曲透镜,实际上就是使透镜每一面的曲率改变一个相同的δc。

光学设计手册学习(二)——像差

3、像差在ZEMAX软件中的表示

  1. 球差

球差:轴上点单色像差,不同倾角的光线经透镜作用交光轴于不同位置上,相对于理想像点的位置有不同的偏离。

  • ZEMAX球差曲线如下图所示,可看出在1.0视场的球差约为0.16mm(具体可在text文档查看);
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  • 在评价函数中两种显示主波长球差的方法

(1):LONA(轴向像差),(2):多操作数组合;得到的Value值与球差曲线1.0视场的值相同。
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2. 轴上色差

  • 轴上色差(色球差):由于不同波长的折射率不同,其轴上像差存在差异,描述不同波长轴上像差差异性质即为轴上色差。
    Zemax软件中显示轴上色差曲线也可在球差曲线中显示,上图中不同颜色波长的球差曲线差值即为轴上色差值。
  • 在评价函数中两种显示轴上色差的方法