光學設計系統的像差
- 成像光學系統光學設計的目的是校正變減少系統的像差，使得光學系統在一定的相對孔徑和視場下成清晰的、無變形的像。
- 光學系統對單色光成像時會產生5種初級單色像差：球差，慧差，像散，場曲和畸變。
- 光學系統對白光成像時，光學系統除對白光中單色光成分產生單色像差外，還會產生兩種色差，既軸向色差和垂軸色差。
1. 球差
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球差的定義
軸上物點A發出的同心光束經過球面折射後不再是同心光束，其中與光軸成不同孔徑角U的光線經球面折射後交光軸與不同的位置上，這些交點相對於理想像點A丿有不同的偏離程度，描述這種偏離程度的像差就稱爲球差。 -
球差的影響因素
孔徑角或孔徑高度越大時，光學系統產生的球差就會越大。 -
球差的校正
一般而言，單正透鏡產生負球差，單負透鏡產生正球差，可以利用此特性，來減小球差。最簡單的組合方式有雙膠合光組和雙分離光組。實際上，球差是無法完全消除的，也沒有必要完全消除，只要控制在公差範圍內就可以了。
2.正弦差
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正弦差實質上是相對慧差
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正弦差曲線的特點是橫座標是沒有量綱的，縱座標是光線在入瞳處的相對出射高度或孔徑角
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正弦差由於是小視場寬光束的像差，所以可以近視認爲正弦差與視場無關，只是孔徑的函數。
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不產生正弦差的幾種情況
1. 光闌在球面的曲率中心
2. 物點在球面頂點
3. 物點在球面的曲率中心
4. 物點在
3.慧差
- 正弦差SC丿較大時，光學系統不再滿足等暈條件，此時，近軸點成像光束的對稱性將會被破壞，像方空間內本應該對稱與主光線的各個子午光學的交點將不在位於主光線上，描述子午光線在像方空間不再對稱於主光線的像差，用偏離量Kt丿表示，稱爲子午慧差，
- 描述弧矢光線在像空間不再對稱於主光線的像差，用偏離量Ks丿表示，稱爲弧矢慧差。
4. 色差
- 色差的定義
一束白光經過光學系統第一個折射面後，各種單色光就被分開了，隨後就在光學系統內部以各自的光路傳播，造成了各種單色光之間成像位置和大小的差異，既造成了各種單色光的像之間的差異，描述這種差異的像差就是色差。 - 色差的分類：位置色差和倍率色差。