8.2. Монохроматические аберрации

Аберрации делятся на монохроматическиеихроматические. Монохроматические аберрации присутствуют, даже если оптическая система работает примонохроматическом излучении.

8.2.1. Разложение волновой аберрации в ряд

Для описания отдельных типов аберраций волновую аберрациюможно разложить в ряд по степенямканонических зрачковых координат:

или в полярных координатах:

где (– степень,– степень) – коэффициент, значение которого определяет вклад конкретного типа (и порядка) аберрации в общую волновую аберрацию.

Порядок аберрации определяется по степени координаты в разложениипоперечной аберрациив ряд:

Разложение в ряд продольной аберрацииимеет вид:

8.2.2. Радиально симметричные аберрации (дефокусировка и сферическая аберрация)

Радиально симметричные аберрации (расфокусировка и сферическая аберрация) анализируются и изучаются при рассмотрении осевой точки предмета. Для описания радиально симметричных аберраций достаточно использовать одну радиальную зрачковую координату :

Дефокусировка

Дефокусировка не приводит к нарушению гомоцентричности пучка, а только свидетельствует о продольном смещенииплоскости изображения. В случае дефокусировки продольная аберрация постоянна для всех лучей пучка.

волновая аберрация	продольная аберрация	поперечная аберрация

Сферическая аберрация 3 порядка

Сферическая аберрация приводит к тому, что лучи, выходящие из осевой точки предмета, не пересекаются в одной точке, образуя на плоскости идеального изображениякружок рассеяния. Ею обладают все линзы со сферическими поверхностями.

волновая аберрация	продольная аберрация	поперечная аберрация

Сферическая аберрация 5 порядка

По характеру искажения гомоцентричности пучка лучей сферическая аберрация 5 порядка полностью аналогична сферической аберрации 3 порядка, только имеет более высокий порядок кривых на графиках поперечнойипродольнойаберраций.

Сочетая сферическую аберрацию и дефокусировку, можно выбрать наилучшее с точки зрения минимума сферической аберрации положение изображения. В частности, для сферической аберрации 3 порядка продольное смещение изображения, при котором кружок рассеяния минимален, составляет 2/3 от продольной аберрацииапертурного луча.

8.2.3. Кома

Кома появляется при смещениях точки предмета с оси. Поперечная аберрацияпри наличии комы прямо пропорциональна величине предмета:где– коэффициент пропорциональности, определяющий качество аберрационной коррекции оптической системы.

Волновая аберрация при наличии комы 3 и 5 порядков:

Поперечные аберрации при коме 3 порядка
меридиональное сечение	сагиттальное сечение	точечная диаграмма