-變形系統(tǒng)的近軸像性質(zhì)-第四部分從之前的討論中，我們知道，即使在一個(gè)變形系統(tǒng)中只有兩條線性無(wú)關(guān)的近軸斜光線，而且任何其他的近軸光線都可以被書(shū)寫(xiě)為這兩條光線的線性組合，實(shí)際上，使用四個(gè)單獨(dú)已知的非斜近軸光線更方便——在x-z子午線平面上追蹤的與x-RSOS相關(guān)的近軸邊緣光線和主光線以及在y-z子午線平面上追跡的與y-RSOS相關(guān)的近軸邊緣光線和主光線。當(dāng)我們處理任意變形近軸(傾斜或非傾斜)光線的分量時(shí)，我們將使用位于變形系統(tǒng)的x-z對(duì)稱平面上的x-邊緣光線和x-主光線。類似地，當(dāng)我們處理同一變形近軸光線的 分量時(shí)，我們將使用停留在變形系統(tǒng)的y-z對(duì)稱平面上的y-邊緣光線和y-主光線。讓我們寫(xiě) 作 ...

彌散斑，并且近軸像的位置并不一定是最小彌散圓的位置，可以將實(shí)際像面在近軸像的位置前后移動(dòng)，找到對(duì)軸上點(diǎn)成像的最佳像面。圖上所示的12345孔徑帶的即為一光學(xué)系統(tǒng)在像面前后一段距離內(nèi)的軸上點(diǎn)成像彌散斑。軸上點(diǎn)以單色光成像時(shí)只有球差，但軸上點(diǎn)以近軸細(xì)光束所成的像是理想的，可見(jiàn),軸上點(diǎn)球差完全是由于光束的孔徑角增大而引起的。所以，大孔徑系統(tǒng)只允許有足夠小的球差。同時(shí)由此還可看出，球差必然是U1或h1的函數(shù)。盡管它們之間的關(guān)系難以用顯函數(shù)形式表示出來(lái)，但由于光束的軸對(duì)稱性質(zhì)，可以簡(jiǎn)單地把球差表示成U1或h1的冪級(jí)數(shù)。考慮到當(dāng)U1或h1變號(hào)時(shí)球差不變，以及當(dāng)U1或h1為零時(shí)球差為零，可寫(xiě)出以下兩個(gè)表達(dá)式 ...

是實(shí)際光線與近軸光線的軸向位移量之差，如下圖所示，即，從而可以得到平行平板的實(shí)際球差公式，下式中I1即為該光線的孔徑角U1.平行平板的初級(jí)球差公式則可以從初級(jí)球差的一般表達(dá)式來(lái)得到，可見(jiàn)，平行平板恒產(chǎn)生正球差，其大小隨平板厚度d和入射光束孔徑角U1的增大而增大。在下圖所示的雙筒棱鏡望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中，如果物鏡的相對(duì)孔徑為1/3.5，二塊轉(zhuǎn)像棱鏡相當(dāng)于厚度為86毫米的平行平板，其折射率為1.5696，按上面所示的公式可以算出此系統(tǒng)的初級(jí)球差和實(shí)際球差分別為0.3322和0.3360。可以看出此時(shí)G級(jí)球差很小，但是該物鏡系統(tǒng)的球差容限假設(shè)為0.0272，所以物鏡必須保留-0.33的負(fù)球差來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)平 ...

說(shuō)，我們已知近軸光線和主光線，之前我們所說(shuō)的近軸光線的概念為軸上的點(diǎn)發(fā)出并通過(guò)入瞳邊緣的光線，而實(shí)則這是D1近軸光線；軸外某視場(chǎng)點(diǎn)發(fā)出的通過(guò)入瞳中心的“近軸”光線稱為第二近軸光線；軸外某視場(chǎng)點(diǎn)發(fā)出的通過(guò)入瞳中心的光線稱為該視場(chǎng)點(diǎn)發(fā)出的主光線；包含物點(diǎn)和光軸的平面稱子午平面(tangential plane, meridianplane)，該面內(nèi)的光線稱子午光線 (tangential ray,meridional ray)；包含主光線并與子午平面垂直的面稱弧矢面(sagittal surface)，該面內(nèi)的光線稱弧矢光線(sagittal ray)；軸外點(diǎn)和球心的連線稱為該折射球面的輔軸 (s ...

徑的兩倍（在近軸近似的條件下）。數(shù)值孔徑是相對(duì)于物或像上的特定一點(diǎn)而言的，因此其大小也會(huì)隨著該點(diǎn)的移動(dòng)而改變。在顯微學(xué)領(lǐng)域，如不特加注明，數(shù)值孔徑一般是針對(duì)物一側(cè)而言的。2.焦深物鏡的焦深為物鏡對(duì)表面較為不平的樣品仍能夠清晰成像能力的參數(shù)，當(dāng)物鏡準(zhǔn)確聚焦于某一樣品表面時(shí)，如果位于該表面前面及后面的物面仍然能被觀察清晰，則該兩前后平面間的距離就是焦深。物鏡的焦深主要取決于物鏡的數(shù)值孔徑，數(shù)值孔徑越大，焦深越小。在物鏡的數(shù)值孔徑特別大時(shí)，顯微鏡能有非常好的分辨率，但焦深會(huì)很小。因此要根據(jù)實(shí)際需要選擇數(shù)值孔徑合適的物鏡。當(dāng)顯微鏡用于高倍觀察時(shí)，由于焦深小，只有在樣品表面高低差別很小時(shí)能清晰成像。3. ...

足等暈條件，近軸軸外點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生彗差。所以彗差與等暈條件是有關(guān)系的。可以把近軸點(diǎn)的弧矢彗差歸結(jié)為光學(xué)系統(tǒng)不滿足等暈條件所導(dǎo)致的結(jié)果，由于視場(chǎng)很小時(shí)主光線與高斯像面的交點(diǎn)高度十分接近理想像高,可以證明這時(shí)有大的彗差，嚴(yán)重影響軸外點(diǎn)的成像質(zhì)量。所以說(shuō)任何具有一定大小孔徑的光學(xué)系統(tǒng)都必須很好地校正彗差。實(shí)際像差與結(jié)構(gòu)參數(shù)具有很復(fù)雜的關(guān)系,因此很難用顯函數(shù)來(lái)表示彗差。討論彗差現(xiàn)象有兩種方法，一種是討論初級(jí)彗差的現(xiàn)象，另一種是從折射球面的性質(zhì)結(jié)合光的傳播定性討論彗差的現(xiàn)象。這里我們采用第二種方法。如上圖，若假想在入瞳面上只有一中心在光軸上的細(xì)圓環(huán)透光,那么，由軸外點(diǎn) B射出，能進(jìn)人光學(xué)系統(tǒng)的光線構(gòu)成了以B ...

，該計(jì)算基于近軸近似，因此對(duì)于 NA 非常高的情況并不準(zhǔn)確。如果不受像差影響，則可以使用相對(duì)較大的輸入光束半徑來(lái)得到相對(duì)較小的光斑尺寸。如有疑問(wèn)，應(yīng)詢問(wèn)制造商，對(duì)于特定的鏡頭，最大輸入光束半徑是多少。高 NA 鏡頭（例如 NA 高于 0.6 甚至 0.8）的一些應(yīng)用：在 CD、DVD 和藍(lán)光光盤(pán)等光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的播放器和刻錄機(jī)中，將激光聚焦到一個(gè)小點(diǎn)（凹坑）并從該點(diǎn)接收光。準(zhǔn)直源自小孔徑的激光束也需要具有高 NA 的透鏡。例如，低功率單模激光二極管就是這種情況。當(dāng)使用數(shù)值孔徑過(guò)低的透鏡時(shí)，產(chǎn)生的準(zhǔn)直光束可能會(huì)失真（畸變）甚至被遮斷。顯微鏡物鏡的 NA同樣的考慮也適用于顯微鏡物鏡。這樣的物鏡設(shè) ...

善；軸上點(diǎn)或近軸點(diǎn)的像差與軸外點(diǎn)的像差不要有太大的差別，使整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)的像質(zhì)比較均勻，至少應(yīng)使0.7視場(chǎng)范圃內(nèi)的像質(zhì)比較均勻。為確保0.7視場(chǎng)內(nèi)有較好的質(zhì)量，必要時(shí)寧愿放棄全視場(chǎng)的像質(zhì)，讓它有更大的像差。因?yàn)樵?0.7視場(chǎng)以外以非成像的主要區(qū)域,當(dāng)畫(huà)幅為矩形時(shí)（如照相底片），此區(qū)域僅是像面一角，其像質(zhì)的相對(duì)重要性可以較低些。四、挑選對(duì)像差變化靈敏、像差貢獻(xiàn)較大的表面改變其半徑。當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)這樣的面時(shí)，應(yīng)挑選其中既能改好所要改的那種像差，又能兼顧其他像差的面來(lái)進(jìn)行修改。在像差校正的Z后階段尚需對(duì)某一、二種像差作微量修改時(shí)，作單面修改也是能奏效的。五、若要求單色像差有較大變化而保持色差不變,可對(duì)某 ...

差、球差和對(duì)近軸點(diǎn)校正彗差，軸外像差可不予考慮，其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一般有折射式望遠(yuǎn)鏡物鏡、反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡、折反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡，這篇文章主要介紹反射式與折反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡。一、反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡反射式物鏡主要用于天文望遠(yuǎn)鏡中，因天文望遠(yuǎn)鏡需要很大的口徑，而大口徑的折射物鏡無(wú)論在材料的熔制、透鏡的加工和安裝上都很困難。因此，口徑大于1米時(shí)都用反射式。反射式物鏡完全沒(méi)有色差，可用于很寬的波段。但反射面的加工要求要較折射面高得多，表面的局部誤差和變形對(duì)像質(zhì)的影響也大。比較有名的反射式物鏡是雙反射面系統(tǒng)，它有如下二種型式：1.卡塞格林系統(tǒng)如下圖1所示，稱主鏡的di一個(gè)大反射面是拋物面；稱副鏡的第二個(gè)小 ...

條件而達(dá)到對(duì)近軸點(diǎn)消彗差即可，因此只能用于中低檔的普及型顯微鏡中作一般觀察之用。下面幾種典型的消色差物鏡，由于其結(jié)構(gòu)型式有利于帶球差的校正，仍為人們所廣泛采用。1）單組雙膠合低倍物鏡 見(jiàn)圖下圖1，這是可能實(shí)現(xiàn)上述像差要求的zui簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能承擔(dān)的zui大相對(duì)孔徑為1:3，因此數(shù)值孔徑只能達(dá)0.1~0.15，相應(yīng)的倍率為3~6倍。圖12）里斯特型中倍物鏡 如下圖2所示，由二組雙膠合鏡組組成。它能達(dá)到的數(shù)值孔徑為單組的二倍，即0.2~0.3，相應(yīng)的倍率為8~20倍。它是更復(fù)雜的其他型式物鏡的基礎(chǔ)。圖23）阿米西型高倍物鏡 這種物鏡可看成是在里斯特物鏡之前加一半球形透鏡而成，如下圖3所示。該半球透鏡 ...