|
8.2. Монохроматические аберрацииАберрации делятся на монохроматические и хроматические. Монохроматические аберрации присутствуют, даже если оптическая система работает при монохроматическом излучении. 8.2.1. Разложение волновой аберрации в рядДля описания отдельных типов аберраций волновую
аберрацию можно разложить в ряд по степеням канонических
зрачковых координат: или в полярных координатах:
Порядок аберрации определяется по степени координаты
в разложении
поперечной аберрации в ряд:
Разложение в ряд продольной
аберрации имеет вид: 8.2.2. Радиально симметричные аберрации (дефокусировка и сферическая аберрация)Радиально симметричные аберрации (расфокусировка и сферическая
аберрация) анализируются и изучаются при рассмотрении осевой точки предмета.
Для описания радиально симметричных аберраций достаточно использовать
одну радиальную зрачковую координату :
Дефокусировка
Дефокусировка не приводит к нарушению гомоцентричности пучка, а только свидетельствует о продольном смещении плоскости изображения. В случае дефокусировки продольная аберрация постоянна для всех лучей пучка.
Сферическая аберрация 3 порядкаСферическая аберрация приводит к тому, что лучи, выходящие из осевой точки предмета, не пересекаются в одной точке, образуя на плоскости идеального изображения кружок рассеяния. Ею обладают все линзы со сферическими поверхностями.
Сферическая аберрация 5 порядкаПо характеру искажения гомоцентричности пучка лучей сферическая аберрация 5 порядка полностью аналогична сферической аберрации 3 порядка, только имеет более высокий порядок кривых на графиках поперечной и продольной аберраций.
Сочетая сферическую аберрацию и дефокусировку, можно выбрать наилучшее с точки зрения минимума сферической аберрации положение изображения. В частности, для сферической аберрации 3 порядка продольное смещение изображения, при котором кружок рассеяния минимален, составляет 2/3 от продольной аберрации апертурного луча. 8.2.3. КомаКома появляется при смещениях точки предмета с оси. Поперечная
аберрация при наличии комы прямо пропорциональна величине предмета:
Волновая аберрация при наличии комы 3 и 5 порядков:
Кома и неизопланатизм
О возможной величине комы можно судить, не смещая точку
с оси, если количественно оценить неизопланатизм. Если условие
изопланатизма выполняется, то комы в ближайшей окрестности осевой точки
не будет. Относительное отступление от изопланатизма: Поперечная
аберрация комы 3 порядка для точки изображения с координатой :
8.2.4. Астигматизм и кривизна изображения
Количественно астигматизм и кривизна характеризуются
продольными астигматическими отрезками
и . Мера астигматизма в продольном измерении: Средняя кривизна указывает положение наилучшего
изображения для данного пучка: В первом приближении средняя кривизна пропорциональна квадрату расстояния от оси.
Где – относительная предметная координата.
8.2.5. Дисторсия
|