中文：场曲；英文：field curvature / Petzval curvature/Field of curvature

一、场曲的概念场曲，又称像场弯曲，Field Curvature，顾名思义，是指平面物体通过透镜系统后，所有平面物点聚焦后的像面不与理想像平面重合，而是呈现为一个弯曲的像面，这种现象称为场曲。有时我们也理解为视场聚焦后像面的弯曲。如图所示二、场曲的特点在高斯成像面上进行一定左右移动，可以明显看到其像越偏离中心，像质越差；而如在高斯成像面上进行一定弧度的摆动，则可以发现像与中心同样清晰。换句话说，让成像面进行前后移动，可以清晰的观察到中心像与边缘的像的像质不同，不能保证同时清晰。场曲与像散一般来说是同时产生，透镜对平面物体能够结成的双重影像，主像面为横切线焦面，副像面为辐射线焦面。如果两个像面不 ...

（六）像散和场曲的计算像散和场曲是两种互相密切联系的像差，所以我们一般都放在一起讨论。轴外点发出的光束,其主光线不与光学系统各个表面的对称轴重合,使出射光束失去对称。之前一张讲过的的彗差,只是表征光束失对称的一种像差，并且是对宽光束而言的。除此以外,还有一种描述光束失对称的像差。随着视场的增大,远离光轴的物点，即使在沿主光线周围的细光束范围内,也会明显地表现出失对称性质。与此细光束对应的波面也非旋转对称，而是在不同方向上有不同的曲率。数学上可以证明，一个微小的非轴对称曲面元，其曲率是随方向的变化而渐变的,但存在二条曲率分别为最大和最小的相互垂直的主截线。在光学系统中，这二条主截线正好与子午方向 ...

一、畸变的概念畸变，Distortion，是指物体通过镜头成像时，实际像面与理想像面间产生的形变。畸变只影响图像的形状，不影响图像清晰度，但在设计时要尽量减少或者避免，因为人眼对图像形变的响应能力高于对清晰度的响应。如图所示二、畸变的特点畸变是指图像变形。枕形畸变：也叫丝卷型畸变，如果镜头的边缘放大率大于中间的放大率，就会发生枕形畸变，同心圆的像间距就不均匀，即边缘间距大于中间间距，矩形的像不再是矩形；桶形畸变：也叫樽型畸变，如果镜头的边缘的放大率小于中间的放大率，就会发生桶形畸变。同心圆的像间距就不均匀，即边缘间距小于中间间距，矩形的像不再是矩形；如果没有畸变，像与物就是完全相似的。即同心圆 ...

Xs’,也叫场曲。由于该像散和场曲都是对宽光束而言的，称之为宽光束像散和宽光束场曲。围绕着主光线的细光束虽无球差，且均会聚于主光线上而无彗差，但子午细光束的聚焦点T0和弧矢细光束的聚焦点 S0并不重合，且不位于高斯像面上。T0和S0之间的沿轴偏离称细光束像散 Δx'，而它们相对于高斯像面的沿轴偏离称为细光束的子午场曲xt'和弧矢场曲xs'。一般来说，凡提到像散和场曲，如无特别说明，都是指细光束的。细光束交点与上述宽光束中成对光线的交点也不重合，这是轴外球差的表现。T与T0之间的沿轴距离称全孔径子午轴外球差,S与S0之间的距离称全孔径弧矢轴外球差。最后,由于球差和场曲，主 ...

像差(特别是场曲)。（2）采集单元镜头采取曲面-平面的成像策略，受昆虫复眼的启发，凹形中间像面被分成35个小视场，并被35个中继镜头组(采集单元)重新成像到平面sCMOS上，sCMOS水冷处理至10℃，保持低噪声水平。原理解析：（1）降低几何像差，放大中间像面。当视场和数值孔径变大时，场曲和其它几何像差会迅速增加。获得均匀分辨率的大的平面像需要极度复杂的光学设计，实现起来很困难。采用曲面像面设计策略，可以极大的减小如场曲这样的几何像差。如图1a，设计一个14片的物镜(直径161mm，长280mm，0.35NA ，使用Zemax设计)，成半径为1.9m的凹面中间像面以与场曲适配。如此大的半径的曲 ...

球差、像散和场曲）。然而，通过光学设计与后端检测处理联合优化，只需要承受轻微的噪声就可以只用一个镜片满足要求。图4是一个相似的例子。设计目的是为了提高成像系统的噪声表现，前端光学部分用光学追迹软件通过迭代优化算法设计，后端检测部分使用维纳滤波器，评价函数使用均方误差。图4左侧是传统的设计方法，将前端和后端独立设计。图4右侧是通过将前端和后端联合设计。从图中明显可见，联合优化设计的方法更有效。上述两个例子都是从物到像的一对一映射，求取期望的响应Z的。然而，这并不是必需的。在什么情况下联合设计相比传统设计更有优势？初步研究认为，在低信噪比的情况下，选择联合设计更佳。而对于光照良好的场景，其优势并不 ...

的扫描系统，场曲的影响也很重要，因为它会扭曲图像平面上的光斑尺寸。此外，由于对于更快的马赛克成像较大的 FOV 是可取的，因此问题只会随着我们扫描的离轴越远而变得更加复杂。如果没有傍轴近似，即使是轻微的偏转也会导致焦点偏离最佳聚焦位置——这是在轴上的光传播中实现的。标准的消色差透镜的设计不仅可以最小化色差，而且通常还可以最小化球差。但是，这种优化只是针对轴上的光。因此，当准直激光束通过标准消色差透镜离轴扫描时，光束存在明显像差，包括球差、慧差、像散和场曲。然而，如前面在5.2节中讨论的，某些镜头是专为扫描应用设计和优化的。图19显示了消色差透镜和用于远心扫描的扫描透镜（均为商业上）的比较；图中 ...

进FOV 和场曲（第 5.3a 和 5.5 节）。最后，我们将讨论扩展到涵盖提高数据采集率的多焦点方法（第 5.4 节）。5.1 MPLSM系统的图像构建如第 2 节所述，MPLSM 与其他成像方式相比的一个显着优势是它对混浊（例如生物）介质的散射相对不敏感。如第 2.3 节所述，非线性对比机制将激发限制在聚焦焦斑的体积内。这可以实现全场检测——消除共焦针孔——非线性信号由非成像探测器（例如光电倍增管）收集和量化。由于已知信号源自于焦点，因此所有收集的非线性光都可以归因于样本中的该点。为了形成一幅图像，通过扫描聚焦于样本中的焦点来量化每个体素的非线性信号强度。一个简单并且直接的方法是，在激光焦 ...

彗差、像散、场曲，整个视场内像质达到衍射极限，且对光阑位置校正球差、彗差。若傅氏变换透镜需供多个波长同时工作,则应按常规方案校正色差。若在一定时间内只供某一特定波长工作，则应保留较大的负轴向色差，如下图4所示，以改善每种单色光的波像差。但使用时必须对不同波长选用不同的焦面位置，来补偿色差的校正不足。图4相关文献：《几何光学 像差 光学设计》（第三版）——李晓彤 岑兆丰更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、 ...

球差、像散和场曲作严格校正，即得到平场复消色差物镜。它在较大视场范围内有极高的成像质量，都配用于大型研究用显微镜中。它结构极为复杂，设计、工艺、装校检测上都甚为困难，因此价格十分昂贵。下图7所示为一数值孔径为1.4的100倍平场复消色差物镜的例子，其中阴影部分为萤石透镜。图7四、反射式物镜与折反射式物镜折射式物镜结构已极度复杂，而要增大工作距离和扩展使用波段就更难以解决了。但是，反射式物镜和折反射式物镜，则可用简单的结构达到要求。反射式物镜不产生色差，可使用在很宽的波段内，且有相当大的工作距离。如下图8所示的同心双球面系统，数值孔径可做到 0.5，常用作紫外光显微物镜。在反射式系统之前加一半球 ...