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波前像差产生的原因

时间:2023-03-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:不论物点上所发出的光含有多少不同波长的复色光,都应该成像在一点上。但实际情况的光学系统不可能满足这些要求。由此看来,在实际的光学系统中,波前像差是不可避免的产物。波前像差的产生使得物体成像发生了一定的改变,这种改变将影响成像的质量,对于眼睛来说,也就是成像的视觉质量。要研究和解决波前像差的问题,就需要对波前像差进行更深入的认识。

在光学成像的研究与应用中,我们所追求的是一个理想的光学系统,而理想的光学系统成像需要满足以下的要求:①点状物成一点状像;②所有的像点都垂直于光轴同一平面;③像与物相似,各点对应都有相同的比例。不论物点上所发出的光含有多少不同波长的复色光,都应该成像在一点上。

但实际情况的光学系统不可能满足这些要求。其原因在于:①光学系统必须要有一定通光孔径才能使所成的像有一定的照度并能够观察到一定范围的物体,因而入射光束的张角会有很大的差别。非均匀近轴光线,其张角越大,像点的偏差就愈大;②由于物体有一定大小,因此物点所发出的倾斜光束就不能保持近轴光束而会引起像差;③由于物体是立体的,其各物点的像也不可能在同一平面上;④实际光学系统对物像各点的放大率也不可能相同;⑤由于同一媒质对不同波长的单色光折射方向不同,这些也是出现色像差的原因(图2-2)。

图2-2 实际光学系统成像形成的像差

由此看来,在实际的光学系统中,波前像差是不可避免的产物。波前像差的产生使得物体成像发生了一定的改变,这种改变将影响成像的质量,对于眼睛来说,也就是成像的视觉质量。要研究和解决波前像差的问题,就需要对波前像差进行更深入的认识。

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