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[光学基础知识&概念] 球差,边光球差,残余球差,初级球差,球差级数,高级球差

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-11-22 08:35
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    [LV.10]以坛为家III

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    发表于 2020-9-17 21:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
    边光球差:也就是边缘光线的球差。
    带球差:如果不是边缘光线,比如在0.707处,就叫做0.707孔径光线的球差,也称为0.707带光球差,其他带光球差类似,比如0.5带光球差(带球差)。
    残余球差(剩余球差):校正球差的时候,大多数的时候,只能对某一孔径的光线校正球差,而不能校正所有孔径角对应光线的球差,比如对边缘光线校正球差时,0.707处的带光球差就称为残余球差啦。
    边球差封口,就是边缘球差=0,看图(红色圆圈),箭头所指的地方是0.707带光球差为0.05mm,是高级球差。那怎么看高级球差呢?继续。
    还有初级球差,二级球差,三级球差等等,怎么判断呢?看图
    如上图,像差曲线与X轴,有4个交点,那就说明这个图里存在,一、三、五、七级球差。
    上面是球差的级数展开式,第一项为初级球差,第二项为二级球差等等,第一项之后的统称为高级球差,A1、A2等是球差系数。
    从公式看出,球差是孔径高度h或者孔径角U的函数。初级球差的大小和曲率半径、厚度、折射率密切相关。而高级球差的数值则相对固定,所以校正球差的过程实际上就是改变初级球差,让它和后面的高级球差等大反向。如上图是五级球差和七级球差异号,这样才能较好的平衡球差。
    另外,球差是无法完全消除的,也没有必要完全消除,只要球差足够小,在一定公差范围里就好了。
    下图是轴向像差曲线,横坐标一样,可以看出,右边的高级球差就比左边的大很多,

    对应的像质就差很多。
    可以看出,从ray fan可以判断有几级球差,球差的异号,和对应球差的大还是小,不能看具体值。从球差曲线(longitudinal aberration,轴向像差)能大概看对应的数值。

    另外我们社区学习有门槛限制挺好的,比如我很想看成像系统设计的内容,却缺贡献值,哈哈哈哈。小白一枚,错的,有补充的请回复哈,所有人可见。

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-10-1 00:08
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2020-9-18 08:33 | 显示全部楼层
    寫得很詳細. 同樣為小白一枚想請教這段文字內容是否有圖的對應性可參考了解?
    "高级球差的数值则相对固定,所以校正球差的过程实际上就是改变初级球差,让它和后面的高级球差等大反向"
    (1) 由數學關係式一樣與球差係數和孔徑高度以及孔徑角相關壓, 為何敘述到 "高级球差的数值则相对固定"?
    (2) 校正球差過程實際在改變初級像差, 讓他和後面的高級球差等大相反. 意會不出來這句內容, 再幫忙用圖或是其他可表式的方法讓我理解下~~
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-8-7 00:25
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    发表于 2020-9-18 15:07 | 显示全部楼层
    这是一篇论述小像差互补的文章,里面有图,有优化过程。

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-7-26 16:22
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    小白

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    发表于 2020-9-20 14:42 | 显示全部楼层
    我也想看成像系统 可惜贡献值木有
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-6-13 16:10
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    [LV.7]常住居民III

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    小白

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    发表于 2020-9-29 01:52 | 显示全部楼层
    同学,你这图中的红色批注言非常醒目,不知道用的什么软件弄的?
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-6-13 16:10
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    小白

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    发表于 2020-9-29 02:29 | 显示全部楼层
    “。。。而高级球差的数值则相对固定,”但是从数学上,本人看不出这一点,还是设计者经验之谈呢?
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  • TA的每日心情
    无聊
    2024-11-20 20:44
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    [LV.9]以坛为家II

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    小白

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    发表于 2020-11-18 17:00 | 显示全部楼层
    将初始结果按论文先按操作数优化的话,再按规格优化真可行吗?
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-4-14 13:22
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    [LV.6]常住居民II

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    小白

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    发表于 2023-1-17 13:31 | 显示全部楼层
    本帖最后由 grasbf 于 2023-1-17 13:33 编辑

    “而高级球差的数值则相对固定”,这句话是否可以这样理解,孔径角U小于1,所以越高次项则U的n次方越小,所以变化相对较小
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-11-22 15:07
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    小白

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    发表于 2023-11-6 11:13 | 显示全部楼层
    想请问一下如何从ray fan曲线中看出球差是同号还是异号??
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  • TA的每日心情

    2024-11-22 09:13
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    [LV.7]常住居民III

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    小白

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    发表于 2024-3-28 16:36 | 显示全部楼层
    请教一下,关于RayFan图像和Text的对应关系,在其他帖子里有看到RayFan能直接从图里判断几乎所有类型的像差,想请问一下Text里可不可以读出来对应孔径具体的像差数值?
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