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波前像差的描述

时间:2023-03-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:波前像差对于一般的光学系统来说,红色为理想(或参考)波前,蓝色为实际波前,在理想波前与实际波前之间的偏差,也就是该光学系统(或光路)的波前像差。不仅正视眼存在着这样的波前像差,近视眼和远视眼也存在着各种不同的影响成像效果的波前像差。但是,对于波前像差的分析和处理来说,简单图形的表示法无法完成,还必须进行数学的解析和运算。

波前像差(图2-3)对于一般的光学系统来说,红色为理想(或参考)波前,蓝色为实际波前,在理想波前与实际波前之间的偏差,也就是该光学系统(或光路)的波前像差(黄色部分)。

而对于眼睛的光学系统来说,同样存在着波前像差,图2-4显示理想眼成像结果(红色)与实际成像结果(蓝色)的差别。

不仅正视眼存在着这样的波前像差,近视眼和远视眼也存在着各种不同的影响成像效果的波前像差。如图2-5所示,近视患者同时具有的近视(离焦)和高阶像差的成像情况。

对于波前像差的成像,我们可以用各种方法来表示,其中,用表面的图像来表示(图2-6)比较容易理解。但是,对于波前像差的分析和处理来说,简单图形的表示法无法完成,还必须进行数学的解析和运算。

如果光源发出的是复色光,或者是存在着多个光源,在空间传播的电磁波就可以看做是大量不同频率、波长、相位的简谐波的叠加。尤其在各向异性介质中传播时,经过多次反射、折射、透射等过程,电磁波的传播状况,无论是用数学表示还是用波面图来形象描绘,都将变得十分复杂,这时,必须进入现代光学领域才能够进行分析和处理。

图2-3 理想波前和实际波前

图2-4 高阶像差眼成像的示意图

图2-5 近视(离焦)时的波前像差

图2-6 表面的波前像差

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