Краткое описание аберраций

Обычно оптические системы при построении изображений демонстрируют ряд искажений получаемого изображения, называемых аберрациями. Различают монохроматические аберрации ихроматическую аберрацию. Хроматическая аберрация характерна для линз, обладающих дисперсией, и проявляется при засветке излучением с широким спектральным составом. У зеркальных элементов эта аберрация отсутствует.

Реальная линза обладает конечной толщиной, а проходящие через неё лучи могут располагаться далеко от оси. Рассмотрим случай засветки линзы параллельным пучком света, что имеет место при фокусировке лазерного излучения объективом лазерной технологической установки. В результате в плоскости, перпендикулярной оси линзы и проходящей через её параксиальный фокус, вместо стигматического изображения получится расплывчатое пятно. Этот эффект называется сферической аберрацией, потому что лучи, падающие на линзу на больших расстояниях от оси, преломляются сильнее и пересекают ось ближе к линзе, чем параксиальные лучи (параксиальный фокус ). На картинке красным изображено сечение каустической поверхности.

Другим важным типом монохроматической аберрации является астигматизм, возникающий при наклонном падении пучков на линзы или зеркала. Астигматический пучок - частный случай негомоцентрического пучка. Расстояние между точками схождения пучков в плоскостях с главными радиусами кривизны называется астигматической разностью. Наилучшая «точка» изображения расположена между этими отрезками.

Совокупность точек изображения при изображении предмета называется поверхностью изображения. Даже если астигматизм будет ликвидирован, то всё равно останется аберрация, называемая кривизной изображения: поверхность изображения не является плоской.

Дисторсия – это аберрация, характеризующаяся тем, что увеличение по полю зрения неодинаково. Этот вид аберрации является причиной «подушкообразности» или «бочкообразности» изображения: при изображении прямые линии искривляются.

Если увеличение растёт с удалением от оси, то прямоугольная сетка превращается в "подушку". Если же увеличение падает с удалением от оси, то прямоугольная сетка превращается в "бочонок".

Наконец последний тип монохроматических аберраций – кома. Точка предмета, лежащая вне оси, при отображении широким пучком в этом случае имеет изображение, сходное с хвостатой кометой.

Дата добавления: 2015-08-09