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校正光學系統像差原則十條

發布時間:2020-12-16 10:2:18  瀏覽:

       世通檢測分享的校正光學系統像差原則十條如下:

(1)各光組以至各面的像差分布要合理。在考慮初始結構時,可將要校正的像差列成用P、W表示的方程組,這種方程組可能有多組精確解,也可能是病態的,或無解。若是前者,應選一合理的解;若是后者,應取最小二乘解??傊?,有多種解方程組的算法可資利用,在計算機上實現并不困難。然后,應盡量做到各個面上以較小的像差值相抵消,這樣就不至于會有很大的高級像差。在此,各透鏡組的光焦度分配、各個面的偏角負擔要盡量合理,要力求避免由各個面的大像差來抵消很多面的異號像差。

(2)相對孔徑h/r或入射角很大的面即曲率半徑小的面,一定要使其彎向光闌,以使主光線的偏角或 ip角盡量小(即降低主光線的投射高),以減少軸外像差。反之,背向光闌的面只能有較小的相對孔徑。

(3)像差不可能校正到完美無缺的理想程度,最后的像差應有合理的匹配。這主要是指:軸上點像差與各個視場的軸外像差要盡可能一致,以便能在軸向離焦時使像質同時有所改善;軸上點或近軸點的像差與軸外點的像差不要有太大的差別,使整個視場內的像質比較均勻,至少應使0.7視場范圍內的像質比較均勻。為確保0.7視場內有較好的質量,必要時寧愿放棄全視場的像質(讓他有更大像差)。因為在0.7視場以外已非成像的主要區域,當畫幅為矩形時(如照相底片),此區域僅是像面一角,其像質的相對重要性可以較低些。

(4)挑選對像差變化靈敏、像差貢獻較大的表面改變其半徑。當系統中有多個這樣的面時,應挑選其中既能改良所要改的那種像差,又能兼顧其他像差的面來進行修改。在像差校正的最后階段尚需對某一、二種像差做微量修改時,作單面修改也是能奏效的。

(5)若要求單色像差有較大變化而保持色差不變,可對某個透鏡或透鏡組作整體彎曲。這種做法對消除色差和匹茲瓦以外的所有像差均屬有效。

(6)利用折射球面的反常區。在一個光學系統中,負的發散面或負透鏡常是為校正正透鏡的像差而設置,它們只能是少數。因此,讓正的會聚面處于反常區,使其在對光起會聚作用的同時,產生與發散面同號的像差就顯得特別有利。設計者應善于利用這一性質。

(7)利用透鏡或透鏡組處于特殊位置時的像差性質。例如,處于光闌或與光闌位置接近的透鏡或透鏡組,主要用于改變球差和彗差(用整體彎曲的方法);遠離光闌位置的透鏡或透鏡組,主要用來改變像散、畸變和倍率色差。在像面或像面附近的負場鏡可以用來校正像面彎曲。

(8)對于對稱型結構的光學系統,可以選擇成對的對稱參數進行修改。作對稱性變化以改變軸向像差,作非對稱變化以改變垂軸像差。

(9)利用膠合面改變色差或其他像差,并在必要時調換玻璃??梢栽谠z合透鏡中更換等折射率不等色散的玻璃,也可在適當的單塊透鏡中加入一個等折射率不等色散的膠合面。膠合面還可用來校正其他像差,尤其是高級像差。此時,膠合面二邊應有適當的折射率差,可根據像差的校正需要,使它起會聚或發散作用,半徑也可正可負,從而在像差校正方面得到很大的靈活性。同時,在需要改變膠合面二邊的折射率差以改變像差的形態、或微量控制某種高級像差,以及需要改變某透鏡所承擔的偏角等場合,都能通過調換玻璃而奏效。

(10)合理的攔截光束和選定光闌位置??讖胶鸵晥龆急容^大的光學系統,軸外的寬光束常表現出很大的球差和彗差,使y'~tgU'特性曲線上下很不對稱。原則上,應首先立足于把像差盡可能校正好,在確定無法把寬光束部分的像差校正好的情況下,可以把光束中y’值變化大的外圍部分光線攔去,以消除其對像質的有害影響,并在設計的最后階段,根據像差校正需要最終確定光闌位置。

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