第八章光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量評價Chapter5:Evaluationsforopticalimagesystems§8-1IntroductionAberrations§8-1Introduction

對光學(xué)系統(tǒng)的要求一階要求三階要求有效焦距和后焦距F-數(shù)像距像面大小主平面位置頂點(diǎn)到主平面間距離入瞳尺寸和位置出瞳尺寸和位置拉格朗日不變量球差最小彌散斑位置和大小彗差像散平均焦點(diǎn)位置和大小匹茲瓦曲率畸變波前方差斯特列爾比需要的二次曲線常數(shù)決定成像特性決定成像好壞

評估光學(xué)系統(tǒng)的像差對制作完成的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行測量評估在設(shè)計過程中對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行評估§8-1Introduction分辨率檢驗、星點(diǎn)檢驗幾何像差、波像差、點(diǎn)列圖、光學(xué)傳遞函數(shù)、斯特列爾比等

分辨率檢驗§8-1Introduction分辨率：光學(xué)系統(tǒng)所能分辨的最小間隔δ(/mm)的倒數(shù)μ(lp/mm)空間頻率：

分辨率檢驗§8-1Introduction分辨率：光學(xué)系統(tǒng)所能分辨的最小間隔δ(/mm)的倒數(shù)μ(lp/mm)空間頻率：

星點(diǎn)檢驗§8-1Introduction§8-2介質(zhì)的色散和光學(xué)系統(tǒng)的色差

色散紅色光紫色光速度快速度慢折射率小折射率大色散：兩種不同顏色光線折射率之差稱為該介質(zhì)對這兩種色光的色散中部色散F656.3nmC486.1nmFraunhoferwavelength§8-2介質(zhì)的色散和光學(xué)系統(tǒng)的色差

色散d587.6nm阿貝數(shù)§8-2介質(zhì)的色散和光學(xué)系統(tǒng)的色差

玻璃圖§8-2介質(zhì)的色散和光學(xué)系統(tǒng)的色差軸向色差§8-2介質(zhì)的色散和光學(xué)系統(tǒng)的色差垂軸色差§8-3軸上像點(diǎn)的單色像差——球差通常的帶光劃分：0；0.3；0.5；0.7071；0.85；1.0§8-3軸上像點(diǎn)的單色像差——球差球差（Sphericalaberration）:最小彌散圓§8-3軸上像點(diǎn)的單色像差——球差通常使用帶光:0；0.7071；1.0帶光§8-3軸上像點(diǎn)的單色像差——球差球差欠校正球差過校正§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差ChiefrayMeridianSurfaceSagittalSurface§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

Meridianaberrations子午場曲子午彗差細(xì)光束子午場曲軸外子午球差場曲:Fieldcurvature彗差:ComaChiefray§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

Sagittalaberrations弧矢場曲弧矢彗差細(xì)光束弧矢場曲軸外弧矢球差Chiefray§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

Sagittalaberrations§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差小視場大孔徑正弦差:定義為彗差與像高的比值在像高趨于零時的極限.用SC’表示小孔徑軸外像差由決定§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

AstigmatismChiefray子午焦線弧矢焦線平均場曲:

把子午焦線(焦點(diǎn))和弧矢焦線(焦點(diǎn))的中點(diǎn)到理想像平面的距離作為系統(tǒng)實際場曲大小的度量.§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

Astigmatism§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

Astigmatism若§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

DistortionChiefrayImage畸變:正常正畸變:鞍形畸變負(fù)畸變:桶形畸變§8-4軸外像點(diǎn)的單色像差

Aberrations球差:sphericalaberration

彗差:coma

場曲:fieldcurvature

像散:astigmatism

畸變:distortion

軸向色差:axialchromatism

垂軸色差:lateralchromatism

軸上點(diǎn)像差:

球差、軸向色差軸外點(diǎn)像差:

彗差、場曲、像散、畸變、垂軸色差單色像差:球差、彗差、場曲、像散、畸變色差:軸向色差、垂軸色差§8-5幾何像差的曲線表示

像差的曲線表示§8-5幾何像差的曲線表示

像差的曲線表示§8-5幾何像差的曲線表示

SpotdiagramZ§8-5幾何像差的曲線表示

EncircledenergyZ§8-6用波像差評價光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量實際波面理想波面波像差§8-7理想光學(xué)系統(tǒng)的分辨率

圓孔衍射§8-7理想光學(xué)系統(tǒng)的分辨率

瑞利判據(jù)§8-7理想光學(xué)系統(tǒng)的分辨率

對比度:contrast在鄰近區(qū)域內(nèi),光強(qiáng)極大值和極小值之差與極大值和極小值之和的比值,用K表示.§8-7理想光學(xué)系統(tǒng)的分辨率

斯特列爾比:StrehlRatio有像差的衍射圖樣中心強(qiáng)度與無像差的衍射中心強(qiáng)度之比§8-8各類光學(xué)系統(tǒng)分辨率的表示方法

望遠(yuǎn)鏡分辨率

對于人眼最靈敏的555nm§8-8各類光學(xué)系統(tǒng)分辨率的表示方法

照相系統(tǒng)分辨率

照相物鏡的分辨率用每毫米能夠分辨的線對數(shù)N表示,它等于R的倒數(shù)§8-8各類光學(xué)