大家普遍會(hui) 認為(wei) 參考點的移動是不會(hui) 影響光學係統的,但其實不然,在波像差中,參考點的移動會(hui) 給係統帶來波像差。
波像差係列(五)-參考點移動產(chan) 生的波像差、焦深
參考點的位置變化時,對於(yu) 幾何像差而言,隻是相當於(yu) 坐標原點的變化,不會(hui) 引入新的像差進入到係統中。但是對於(yu) 波像差而言則不同,擋參考點的位置變化時,相當於(yu) 參考球麵的半徑發生變化,使得新的參考球麵與(yu) 原來的參考球麵有所偏離,這就是參考點移動所產(chan) 生的波像差。
若參考點沿波麵對稱軸移動,其所引起的波像差變化量
可国产成人在线观看免费网站公式
以 代替其中的球差
來求得,即
當參考點在垂軸方向移動時,其所產(chan) 生的波像差的變化量可對如下公式進行積分而得。
此時式中的常量,
,並考慮到
,得
焦深,是焦點深度的簡稱。光學成像係統的焦深指的是當係統像麵移動造成的係統波像差變化不超過四分之一波長時,則認為(wei) 這個(ge) 像麵可以移動的範圍便是光學係統的焦深。在使用顯微鏡時,當焦點對準某一物體(ti) 時,不僅(jin) 位於(yu) 該點平麵上的各點可以看清楚,而且在此平麵的上下一定厚度內(nei) ,也能看得清楚,這個(ge) 清楚部分的厚度就是焦深。
焦深大,分辨率降低,但可以看到被檢物體(ti) 的全層,而焦深小,則隻能看到被檢物體(ti) 的一薄層。
對於(yu) 理想光學係統,以高斯像點為(wei) 參考點時,波像差為(wei) 零。若有一微量的離焦隻要其產(chan) 生的波像差小於(yu) 1/4 波長,仍然不丟(diu) 失其成像的完善性。與(yu) 此相應的離焦量為(wei)
無論實際像點在高斯像點之前或之後波像差都不會(hui) 超過 1/4 波長,故定義(yi) 焦深為(wei)
由此可見,焦深與(yu) 光學係統的孔徑角有關(guan) ,孔徑越大,焦深越小。焦深是光學中的一個(ge) 重要量值,可用它作為(wei) 衡量光學係統的剩餘(yu) 像差能否被允許的尺度。
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)
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