5 Реальная оптическая система

Положительные линзы оптической системы с (толщина по оси больше, чем на краю линзы) формируют сходящийся ВФ;

Отрицательные линзы c (толщина по оси меньше, чем на краю) формируют расходящийся ВФ.

При формировании изображения реальной ОС дополнительно к дифракционным искажениям возникают аберрационные искажениями, вносимые линзами.

Осевые аберрации ОС для точечного объекта, расположенного на оптической оси )

5.1Дефокусировка (лучи от разных точек зрачка сходятся в одной точке точке наоптической оси, но вне плоскости идеального изображения. В плоскости регистрации – круглое пятно рассеяния размывает изображение).

Рисунок 5 – Дефокусировка ОС

5.2 Сферическая аберрация (лучи от разных точек зрачка сходятся в разных точкахоптической оси – в плоскости регистрации круглое пятно рассеяния размывает изображение).

Рисунок 6 – Сферическая аберрация ОС

Полевые аберрации (y0, объект расположен вне оптической оси)

Главный луч – это луч, идущий через край объекта через центр зрачка оптической системы.

5.3 Кома (лучи от разных точек зрачка сходятся в разных точках плоскости изображения несимметрично относительно главного луча, образуя пятно рассеяния в форме кометы, размывающее изображение).

Рисунок 7 –Кома ОС

5.4 Кривизна поля (лучи от разных точек объекта фокусируются на сферической поверхности). В результате в плоскости регистрации вместо точки формируется круглое пятно рассеяния . Изображение размывается.

Рисунок 8 – Кривизна поля ОС

5.5 Астигматизм (лучи от разных точек объекта фокусируются на эллиптической поверхности). В плоскости регистрации – пятно рассеяния эллиптической формы. Размеры пятна рассеяния в разных плоскостях – разные: в меридиональной плоскости 2y’_АСТ , в перпендикулярной (сагиттальной плоскости) 2 x’_АСТ.

Рисунок 9 – Астигматизм ОС

5.6 Дисторсия (искажается направление главного луча) искажения y’_ДИ. При дисторсии пятно рассеяния не образуется (дисторсия изображение не размывает).

Рисунок 10 – Дисторсия ОС

5.7 Хроматические аберрации. Возникают при полихроматическом ОИ вследствие дисперсии оптических сред.

Дисперсия – зависимость показателя преломления среды от длины волны ОИ:

Рисунок 11 – Дисперсия ОС

Хроматизм положения (осевая аберрация y=0) – ОИ с разными длинами волн фокусируются в разных точках оптической оси. В плоскости регистрации разноцветное пятно рассеяния круглой формы.

Рисунок 12 – Хроматизм положения ОС

Хроматизм увеличения (полевая аберрация y0) – ОИ с разными длинами волн фокусируются в разных точках плоскости изображения. Пятна рассеяния разных цветов имеют разные координаты.

Рисунок 13 – Хроматизм увеличения ОС

Аберрационное рассеяние добавляется к дифракционному рассеянию.

Таким образом, пятно рассеяния образуется вследствие аберрационного и дифракционного рассеяния и его размер равен

2y’=2y’_АБ+2r’_ДИФ.