差，也叫彗形像差，Coma Aberration，是軸外物點(或稱軸外視場點)所發出的錐形光束通過光學系統成像后，在理想像面不能成完美的像點，而是形成拖著尾巴的如彗星形狀的光斑，故對此光學系統的這種像差稱其為慧差。如圖所示二、慧差的特點在邊區一帶光線形成亮度較低，虛散的大環形，主光軸一帶光線形成高亮度清晰的小環形。重疊后形成梨狀圓形，類似彗星拖尾。如圖所示三、慧差產生的原因球面透鏡各光區成像的放大率不一致，導致各光區的焦點不同。是由軸外點寬光束的主光線與球面對稱軸不重合，而由折射球面的球差引起的。四、慧差的種類慧差的種類很多，分類方法不一，在彗形亮斑的朝向上可分為外向慧差和內向慧差兩種；在產生 ...

一、場曲的概念場曲，又稱像場彎曲，Field Curvature，顧名思義，是指平面物體通過透鏡系統后，所有平面物點聚焦后的像面不與理想像平面重合，而是呈現為一個彎曲的像面，這種現象稱為場曲。有時我們也理解為視場聚焦后像面的彎曲。如圖所示二、場曲的特點在高斯成像面上進行一定左右移動，可以明顯看到其像越偏離中心，像質越差；而如在高斯成像面上進行一定弧度的擺動，則可以發現像與中心同樣清晰。換句話說，讓成像面進行前后移動，可以清晰的觀察到中心像與邊緣的像的像質不同，不能保證同時清晰。場曲與像散一般來說是同時產生，透鏡對平面物體能夠結成的雙重影像，主像面為橫切線焦面，副像面為輻射線焦面。如果兩個像面不 ...

一、畸變的概念畸變，Distortion，是指物體通過鏡頭成像時，實際像面與理想像面間產生的形變。畸變只影響圖像的形狀，不影響圖像清晰度，但在設計時要盡量減少或者避免，因為人眼對圖像形變的響應能力高于對清晰度的響應。如圖所示二、畸變的特點畸變是指圖像變形。枕形畸變：也叫絲卷型畸變，如果鏡頭的邊緣放大率大于中間的放大率，就會發生枕形畸變，同心圓的像間距就不均勻，即邊緣間距大于中間間距，矩形的像不再是矩形；桶形畸變：也叫樽型畸變，如果鏡頭的邊緣的放大率小于中間的放大率，就會發生桶形畸變。同心圓的像間距就不均勻，即邊緣間距小于中間間距，矩形的像不再是矩形；如果沒有畸變，像與物就是完全相似的。即同心圓 ...

色差，指顏色像差，是透鏡系統成像時的一種嚴重缺陷，由于同種材料對不同波長的光有不同的折射率，便造成了多波長的光束通過透鏡后傳播方向分離。簡單來說，色差就是顏色分離帶來的光學系統的像差。色差分兩種，一種叫做軸向色差，另一種叫做垂軸色差。本章我們只詳細介紹軸向色差。二、軸向色差的概念軸向色差，Longitudinal Aberration，也叫做球色差、位置色差、縱向色差，指不同波長的光束通過透鏡后焦點位于沿軸的不同位置，因為它的形成原因同球差相似，顧也稱其為球色差。由于多色光聚焦后沿軸形成多個焦點，無論把像面置于何處都無法看到清晰的光斑，看到的像點始終都是一個色斑或者彩色光暈。如圖所示三、軸向色 ...

色差，指顏色像差，是透鏡系統成像時的一種嚴重缺陷，由于同種材料對不同波長的光有不同的折射率，便造成了多波長的光束通過透鏡后傳播方向分離。簡單來說，色差就是顏色分離帶來的光學系統的像差。色差分兩種，一種叫做軸向色差，另一種叫做垂軸色差。本章我們只詳細介紹垂軸色差。二、垂軸色差的概念垂軸色差，Lateral Color，也叫做倍率色差、橫向色差，指軸外視場不同波長光束通過透鏡聚焦后在想面上高度各不相同，也就是每個波長成像后放大率不同，故稱為倍率色差。多個波長的焦點在像面高度方向一次排序，最終看到的像面邊緣將產生彩虹邊緣帶。如圖所示三、軸向色差產生的原因由于不同顏色的光波長不同，則通過同一透鏡后的放 ...

球差也叫球面像差，Spherical Abereation，是所有幾何像差中最簡單也是最基本的像差，其中好幾種軸外單色像差均與球差有一定聯系。不同傾角的光線交光軸于不同位置上，相對于理想像點的位置有不同的偏離。這是單色光的成像缺陷之一，稱為球差。如圖所示在上圖中，在軸上點A的理想像為A0’,由A點發出的過入瞳邊緣的光線（marginal ray)從系統出射后，交光軸于一點，而由于球差可見到在12345個孔徑帶上成像不同，而它們的像方截距分別為L’于l’，則其為這條光纖的球差。。顯然，在邊緣光纖以內與光軸成不同角度的各條光線都有各自的球差。而如上圖所示為球差小于0的情況。如果經過計算，使某一孔徑 ...

遠，難以校正像差，所以可以通過減小離孔闌最遠的透鏡的直徑，即增大漸暈光闌，來攔截這些影響像質的有害光線。二、在Zemax中設置漸暈系數Zemax是通過VCX、VCY系數來縮放光瞳，并且通過VDX、VDY系數來平移光瞳。縮放加平移，從而把原來的無漸暈的通光區域變換擬合到實際的通光的區域。即Px’ = VDX + Px(1- VCX)以及Py’ = VDY + Py(1- VCY)由于Zemax是使用高斯求積法的采樣算法來計算系統的MTF，在Zemax中設置漸暈可以把消除實際系統中被漸暈光闌阻攔的非有效光線對最終計算結果的影響，這對于MTF的優化來說非常重要，所以在使用Zemax設計光學系統的時候 ...

可見光波段，像差校正的時候選擇的波長一般不同于前述特征譜線的波長，有必要利用公式求知玻璃對任意波長的折射率。可以有多種色散公式來計算玻璃對任意波長的折射率，最常用的是德國的Schott玻璃廠提出的色散公式，即n2= A0+ A1 λ2+ A2 λ-2+ A4 λ-4+ A6 λ-6利用這一公式計算折射率，在波長為400~750納米內，可達±3×10-6精度，在365~400和750~1014納米內可達±5×10-6精度.光學晶體也是重要的透射材料，有些晶體的透明波段很寬，性能特異，有很多方面的應用。另外由于部分光學晶體呈現明顯的各向異性，對入射光會產生雙折射，限制了它們在成像系統中的應用。光學 ...

正光學系統的像差，但既不可能也不需要把像差校正到完全理想的程度，因此需要選擇像差的最佳校正方案，也需要確定校正到怎樣的程度才能滿足使用要求,即確定像差容限。這兩方面都屬于光學系統質量評價問題，它對光學設計者具有重大指導意義。一般而言，有以下幾種評價光學系統質量的標準。1.斯特列爾判斷2.瑞利判斷3.分辨率4.點列圖5.光學傳遞函數我們接下來一一進行介紹。一、斯特列爾判斷光學系統有像差的時候，衍射圖樣中中心亮斑（即艾里斑）占有的光強度比理想成像的時候要低，這兩者的光強度之比稱為Strehl強度比，又稱為中心點亮度，以S.D.表示。Strehl判斷認為，中心點亮度S.D.>= 0.8的時候， ...

現出不需要的像差（特別是彗差）。在具有非常模塊化設計的新一代研究顯微鏡中，集成這樣的中繼系統通常很簡便。應用示例：寬場顯微鏡對于視覺使用來說，在聚焦時視場（FOV）或放大倍數的變化可能會造成混淆（因為它的視覺外觀對應于變焦效果）。對于小的聚焦增量（幾um），這是可以容忍的，否則，這種效果會變得令人煩惱。在這種情況下，將 ETL/OL 組合放置在共軛瞳孔位置是必要的。在大多數顯微鏡中，必須插入一個包含中繼光學元件和 ETL/OL 組合的定制模塊到光路中。在典型的立式顯微鏡中，停止位置位于物鏡內部，無法訪問，因此需要一個中繼系統。然而，在倒置顯微鏡中，共軛瞳孔通常由顯微鏡體內的光學元件形成，在某些 ...