我们把波像差大致分为两类，一种是轴上点的波像差，另一种是轴外点的波像差，两者的影响因素以及与其相关的像差是不同的。轴上点的波像差可以仅用一个量来描述其像差，类似球差。
波像差系列（二）-轴上点的波像差及其与球差的关系
对于轴对称光学系统,轴上点发出的球面波经系统以后，只是由于唯一的球差，使出射波面变形而偏离于球面。由于轴上点波面是轴对称的，其波像差只需从波面与子午平面相截的截线上，取光轴以上的一方来考察即可。如下图所示,
是波面的对称轴(即系统的光轴），
是系统的出瞳中心,实际波面
上任意一点
的法线交光轴于
点。任取一参考点，例如以高斯像点 A’为中心，作一在
点相切于实际波面的参考球面
它就是理想波面。显然
就是孔径角为U'时的球差。光线
交理想波面于M,则
就是波面像差，简称波像差。可见,波像差就是实际波面与理想波面之间的光程差,用W表示。规定实际波面在理想波面之后时的波像差为负,反之为正。令理想波面的曲率半径为
与
之间的夹角为
显然
以A'为中心,过
点作一圆弧
显然
和
之间是等光程的。则
附近一点
处的波像差相对于
点处的波像差的改变量dW，可以相对于参考球面
来确定，则有
由上面两个公式可得
当光学系统的孔径不大时,
则有
这就是波像差与球差之间的关系。可见，如以
为纵坐标来画出球差曲线，曲线所围面积的一半即为波像差。这样,就很容易从球差曲线以图形积分方法求得轴上点不同孔径时的波像差。对于物在无穷远的系统,最好将u’表示为h/f’,相应的波像差公式为
或者以相对高度h/hm来表示
如果光学系统仅有初级球差,那么，以
为纵坐标轴画得的球差曲线为一直线，此时， 最佳像点的位置应在
处;如果光学系统还有更高级的球差，球差曲线将更复杂些，但如果从波像差的观点来考虑的话，最佳校正方案应该是使球差曲线与可能选到的参考纵轴包围尽可能多块大小相同、且可相消的面积。这是一个基本原则。
相关文献：
《几何光学 像差 光学设计》（第三版）——李晓彤 岑兆丰
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