絕大多數實際光學係統的成像是不完善的，像差就是不完善之處的具體(ti) 表述。像差的種類多，描述複雜，我們(men) 不僅(jin) 僅(jin) 要從(cong) 像差的幾何意義(yi) 和表現特點入手，我們(men) 還要從(cong) 像差的理論上深入研究，明確像差的表達式和計算。
像差理論與(yu) 計算係列（八）位置色差的計算
任何光學介質，對透明波段中不同波長的單色光具有不同的折射率,波長短者折射率大。 光學係統多半用白光成像，白光入射於(yu) 任何形狀的介質分界麵時，隻要入射角不為(wei) 零,各種色光將因色散而有不同的傳(chuan) 播途徑,結果導致各種色光有不同的成像位置和不同的成像倍率。這種成像的色差異稱為(wei) 色差。通常用兩(liang) 種按接收器的性質而選定的單色光來描達色差。對於(yu) 目視光學係統，都選為(wei) 藍色的 F光和紅色的C光。
色差有兩(liang) 種。其中描述這兩(liang) 種色光對軸上物點成像位置差異的色差稱為(wei) 位置色差或軸向色差,因不同色光成像倍率的不同而造成物體(ti) 的像大小差異的色差稱為(wei) 倍率色差或垂軸色差。
如下圖,軸上點A發出一束近軸白光,經光學係統後，其中F光交光軸於(yu) A'F,C光交光 軸於(yu) A'C。顯然,這兩(liang) 點是A 點被藍光和紅光所成的高斯像點。它們(men) 相對於(yu) 光學係統最後一麵的距商分別為(wei) l'F和l'C，則其差就是近軸光的位置色差A'F，即
若兩(liang) 色像點重合,
,稱光學係統對這兩(liang) 種色光消色差。通常所謂的消色差係統,就是指對兩(liang) 種選定的色光消位置色差的係統。
由於(yu) 色差，光軸上一點即使以近軸光成像也不能得到清晰像。就比如在上圖中,若設A 點僅(jin) 發出紅、藍兩(liang) 種色光，則在過 A'F的垂軸光屏上將看到藍色的像點外有紅圈，而在過 A'c的屏上，則是紅色的點外有藍圓。可見,色差嚴(yan) 重影響光學係統的像質，所有成像用的光學係統都必須校正色差。
位置色差的精確數值,須對要求校正色差的兩(liang) 種色光進行光路計算,算出其截距後按上述公式求得。必須指出，上麵計算公式隻是近軸光的色差。若A點發出一條與(yu) 光軸成有限角度的白光,也將產(chan) 生色差。這條白光中的F光和C光經係統後與(yu) 光軸的交點,將因各自的球差而不與(yu) 各自的近軸像點重合，並且因二色光線的球差值不等，其位置色差值也與(yu) 近軸光的
不同。光學係統一般隻能對光束中的某一帶光線校正色差，通常是對0.707 帶光來校正的。
由於(yu) 二色光線在同一帶上的球差不同，光學係統對帶光校正了位置色差以後，在其他帶上一定會(hui) 有剩餘(yu) 色差。因此,需對若幹個(ge) 帶,至少需對邊緣光、0.707帶光和近軸光進行計算後才能了解係統的色差校正情況。表11-1所列是對上迷雙膠合物鏡算得的三個(ge) 帶的色差。
通常把計算得的色差相對於(yu) 光線的入射角U 或入射高度h，畫成曲線，最好是把上麵對二種色光的計算結果以球差曲線形式與(yu) 主色光的球差曲線畫在一起，如下圖，就是這種曲線。
從(cong) 這種曲線圖中,不僅(jin) 可清楚地知道色差隨孔徑變化的情況，還可了解到球差隨色光而交化的情況。顯然,當對0.707帶校正了色差以後，其他帶上剩餘(yu) 色差的大小,正好可作為(wei) 這種球差的色差異的量度。故稱這種球差的色變化為(wei) 色球差,稱上圖所示的曲線為(wei) 色球差曲線。
從(cong) 色球差曲線還可以看出，雖然對F光和C光在0.707帶校正了色差,但其公共焦點相對於(yu) 主色光D線尚有較大的偏離，約為(wei) 0.053。這種二色光的公共焦點相對於(yu) 主色光的位置差異稱為(wei) 二級光譜。如果要求光學係統具有極好的像質，除了必須很好地校正球差和位置色差外， 還需對色球差和二級光譜進行校正，但這是非常困難的，隻有當係統有相當複雜的結構才有可能。同時校正位置色差和二級光譜即是對三種色光消色差，這種係統稱為(wei) 複消色差係統。
相關(guan) 文獻：《幾何光學 像差 光學設計》（第三版）——李曉彤 岑兆豐(feng)
您可以通過我們(men) 昊量光電的官方網站www.weilancj.com了解更多的国产欧美在线信息，或直接來電谘詢4006-888-532，我們(men) 將竭誠為(wei) 您服務。
展示全部 
