光电工程师社区
标题:
[原创]关于宽光束、细光束以及光束结构的几何像差概念
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作者:
xzg_fzh
时间:
2005-1-6 00:36
标题:
[原创]关于宽光束、细光束以及光束结构的几何像差概念
关于宽光束、细光束以及光束结构的几何像差概念</P>
公安部第一研究所 许正光</P>
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宽光束和细光束是像差理论分析中的一个基本概念。为了说明这个概念以及定义在该概念上的诸多像差，先介绍一下什么叫做“光线对”。
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为了描述子午面或者弧矢面内斜光束的光线结构，称与主光线对称的一对光线为“光线对”，例如子午面内称为“子午光线对”。如果光学系统没有像差存在，那么所有的光线对应当交汇在理想像点上。
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由此定义“宽光束”：从物点发出的入瞳内与主光线对称的垂直距离最远的那对光线。当然，这个概念只是一个理想的概念，例如系统存在光晕时，最高的那对光线往往只有“一根”穿过。不过，我们运用这个概念作理论分析时是不考虑光晕的。
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定义“细光束”：可以设想，宽光束受入瞳限制了尺寸，当入瞳越来越小，以至于接近零的时候，这个时候的光线对的性质或者说小光束的性质和主光线的性质一致，不再在成像空间出现不对称现象了。
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由此可见，宽光束和细光束的定义只是一个为了说明光束结构的极限定义。实际上像差的定义，也定义了两套：宽光束和细光束像差。
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然而，在分析轴外光束的像差时，应当注意，并不需要种类繁多的像差来描述，袁旭仓教授的《光学设计》中“像差理论”使用了三种“几何像差”描述单色像差的情况：
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(1) 子午球差(弧矢球差)。定义该视场物点的宽光束对应的光线对的交点到细光束交点之间的轴向距离。
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(2) 子午彗差(弧矢彗差)。定义该视场物点的宽光束对应的光线对的交点到主光线的垂直距离。
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(3)细光束子午场曲(细光束弧矢场曲)。定义为细光束的交点到理想像面之间的轴向距离。
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同时，为了说明成像的畸变情况，定义了基于主光线的“畸变”： 主光线和理想像面交点高度与理想像高的差值。为了说明同一个物点的子午光束和弧矢光束被光学系统发散的差异，定义了“像散”，这个像散一般可以使用“细光束像散”：弧矢细光束交点和子午细光束交点之间的轴向距离。
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以上由于不涉及到色差的情况，所以本文中不进行说明。
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这些概念都是像差理论的基本概念，需要每一个光学设计人员深刻的把握，只有理解了这些基本概念，并且分析出系统中主要的像差因素，才能够找出相对应的策略进行像差校正。光学软件虽然具备强大的“自动像差校正和平衡”的功能，但是指挥这个工具往哪个方向进展，还需要丰富的理论知识和实践经验。
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作者:
xinmei23
时间:
2005-1-6 01:27
<
>公安部第一研究所在甚麼地方啊</P>
作者:
rosemaryboy
时间:
2009-2-12 10:48
总结的不错，赞一下。。。
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>公安部第一研究所在甚麼地方啊</P>