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算系列(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 ...
一、像散的概念像散,Astigmatism,是指轴外物点发出的锥形光束通过光学系统聚焦后,光斑在像面上子午方向和弧矢方向的不一致性。换句话说,就是轴外视场光束通过光瞳后,在子午方向和弧矢方向光程不相等,造成两个方向光斑分离所形成的弥散斑。如图所示二、像散的特点在高斯成像面上进行前后移动,可以明显看到其像沿子午面与弧矢面方向的拉伸变化。如图所示像散为轴外像差,但仅仅是与视场有关。视场越大,像散越明显;若是发光点在在齐明点或者球心的位置,则无像散。三、像散产生的原因像散就类似于我们通常提到的散光,比如人眼的散光,指的是人眼看上下方向与左右方向的物体时清晰度不一样,主要原因是人眼角膜在上下方向与左右 ...
a,b为特意像散光束的长、次轴);(d)在准直器后直接测量的超连续谱激光源的实际出射光束(归一化,辐射热计未进行现场校正)。超连续介质束焦散的轴向步长为1毫米。图1描述了M2的测量和表征结果([−ZR<Z<ZR]和[Z<−2ZR]个由此得出的M2因子为1.09,由于测量点较多,不确定度为千分之一(0.0035)。测量的后处理使用免费的Python库。图2补充了M2特性,并显示了从靠近焦点位置的记录焦散中获取的光束轮廓(半长轴和半短轴对应的高斯拟合)[见图2(a-c)]。在聚焦系统之前捕获的归一化多色光束轮廓如图2(c)所示。如果您对中红外超连续光源有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:http ...
谱和色球差、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 ...
间隔大对校正像散有利,但会导致轴外光束渐晕的增加。一般不应使渐晕大于 50%。图3必须注意,如果只是简单地加入透镜转像系统,则轴外点成像光束在转像镜组上的入射高度将大为增加,以致视场较大时,绝大部分光线不能通过转像系统。为此,可在中间实像平面上加一适当光焦度的透镜,使望远镜的光瞳与转像系统的光疃共轭,使轴外光束折向转像镜组,如下图4所示。这种加于中间像面上或其附近的透镜称为场镜,它的光焦度对系统的,总光焦度并无贡献,不影响轴上点光束和系统的放大率。根据像差理论可知,位于像面上的场镜除只产生匹兹凡和以及由此引起的畸变外,不产生其他像差。因此场镜都用单透镜,并且在不需由它来改变畸变时,都采用平凸透 ...
会产生彗差和像散,仅有匹兹凡像面弯曲。校正板近于平板,对色差的影响也是很小的。图32.马克苏托夫物镜如下图4所示,由球面反射镜与略具负光焦度的弯月形透镜构成,后者满足马克苏托夫提出的消色差条件,即。适当选择弯月形透镜的参数和它相对于反射镜的位置,可同时校正好球差与彗差。若将这种消色差弯月形透镜置于卡氏系统的平行光束中,可把二个反射镜改成球面而获得良好的像质。图4将无光焦度双透镜与球面卡氏系统相结合,可构成像质更好的折反射物镜,有下图5和下图6两种结构。这种双透镜由焦距相等、玻璃相同、间隔甚小的正、负透镜组成,总光焦度为0且消色差。当分别改变二透镜的弯曲形状时,则可抵消球面系统的球差和彗差。图5 ...
色差、彗差和像散的校正。一、惠更斯目镜惠更斯目镜是观察用生物品微镜中普遍应用的目镜,由二块平面朝向眼睛的平凸透镜相隔一定距离组成,如下图1所示。朝向物镜的那块透镜叫场镜,朝向眼睛的那块透镜叫接目镜。场镜的作用是使由物镜射来的轴外光束折向接目镜,以减小接目镜的口径,也有利于轴外像差的校正。图1通常惠更斯目镜的二块透镜采用同种玻璃,按校正倍率色差的要求,有,其中场镜的焦距,总大于间隔d,因此其物方焦点位于二透镜之间,应在此位登设置视场光阑。由于此视阑只通过接目镜被眼睛所观察,不能在其上设置分划板,故此种目镜不宜在量测显微镜中应用。惠更斯目镜的镜目距约为焦距的1/3,因此其焦距不能小于15mm。二、 ...
球差、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 ...
主要用来改变像散、畸变和倍率色差。在像面或像面附近的场镜可以用来校正像面弯曲。八、对于对称型结构的光学系统,可以选择成对的对称参数进行修改。作对称性变化以改变轴向像差,作非对称性变化以改变垂轴像差。九、利用胶合面改变色差或其他像差,并在必要时调换玻璃。可以在原胶合透镜中更换等折射率不等色散的玻璃,也可在适当的单块透镜中加人一个等折射率不等色散的胶合面。胶合面还可用来校正其他像差,尤其是高级像差。此时,胶合面二边应有适当的折射率差,可根据像差的校正需要,使它起会聚或发散作用,半径也可正可负,从而在像差校正方面得到很大的灵活性。同时,在所有需要改变胶合面二边的折射率差以改变像差的性态、或微量控制某 ...
光线的细光束像散计算结果,已经能够正确地画出各种像差曲线和对像差校正状况作出全面评价。90年代至今,随着集成电路技术的突飞猛进,,计算机硬件条件发展非常迅速,因此现代光学设计软件已不再局限于几何像差和简单的少量波像差,而是通过密集取样光线追迹来评价光学系统的质量,包括几何像差、波面、光学传递西数在内的各种评价指标都可以迅速获得。无论使用什么样的光学设计软件,在设计光学系统时,要得到像差获得最佳校正的良好设计结果,都必须对系统的结构参数反复修改。光学自动设计软件的应用只是加快了这一修改进程,但不可能跨越它。同时,软件作为一种工具是要由人来使用的,自动设计过程中人的干预仍然不可避免,并且在多数情况 ...
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;图中显示了两个镜头在扫描范围内的聚焦质量和焦平面的曲率。由于扫描镜头的优越性能,其中两个将用于扫描镜和物镜后背孔径之间的中继系统(如图20所示).图21展示了商用扫描镜头获取大FOV图像的能力。如图所示为ZEMAX对商业消色差透镜和商业远心扫描透镜的离轴聚焦性能的比较。镜头图(a)和(b)分别为消色差镜头和LSM05-BB镜头。(a)也用红色表示焦平面的场曲率。点列图(c)和(d)比较距光轴7.5°偏差的镜头焦点。DOI:https:/ ...
法校正球差、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 ...
它的伪影,如像散或者需要观察者站在特定距离观看。尽管存在这些问题,许多研究人员还是利用水平视差提供的STP减少来演示全息投影。降低全息系统STP的另一种可能方法是限制全息图投影的eye box。使用这种技术,光线通过眼球追踪系统或头戴式显示器直接射向观察者。知道观察者的位置可以极大地减少全息图的计算量,因为这只需要考虑有限数量的视点。同样的,如果观察者站在预定区域内,全息图的角度范围(其衍射角)可以变窄,衍射像素数可以减少。这种技术的优点是不牺牲图像质量或三维线索。4)空间光调制器和相位阵列器件硅基液晶(LCoS)SLM可以用于显示衍射图案。它的优点在于像元尺寸可小至数微米,衍射角可达10°; ...
由球面像差和像散像差产生的光阱中分离纤维素颗粒。然后通过显示立体扫描陷阱和粒子,同时用共线红色、绿色和蓝色光照射。从而得到自由空间中的三维图像,且具有大色域、精细细节和低散斑的特点。这种显示平台能够产生目前无法通过全息和光场技术获得的图像几何特性(长焦投影、高沙盘和“环绕”显示等)。图1. a, 低能见度光捕获粒子并使用它来扫描体积。由此产生的悬浮光机械系统被RGB激光照明。当粒子扫描体积时,通过视觉暂留方法形成图像。b,早期光阱图像的照片。c, 视觉暂留图像。该图像中的粒子被扫描得足够快实验结果:图2. 悬浮光机产生的3D打印光图像图3.图像的彩色和分辨率质量实例光泳图像粒子运动参考文献:S ...
沿轴偏离称为像散Δx',而这二点相对于高斯像面的沿轴偏离表征了子午像面和弧矢像面的弯曲程度,分别称为子午像面弯曲Xt’和弧矢像面弯曲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 ...
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。如果两个像面不相重合就会发生像散现象;当两个像面重合而形成一曲面、即为像场弯曲。像场变曲与像散同时产生,校正像散之后同,像场弯曲仍可单独存在。三、场曲产生的原因场曲是由于中心视场和边缘视场走过的光程不同,聚焦点则不同。换句话可以说是中心离镜头近,周边离镜头远,则中央与边缘不能同时清晰,偏离现象随着视场的增大而增大。四、消除场曲的方法1. 弯曲像面(比如拍团体照片时,人的占位安排成弧型)2. 设计时,采用两组适当折射率的透镜组3. 应用在相机上时,即在距离较长的中间安放光圈使用光束分析仪 ...
没影响,但对像散和慧差有影响,但当球差为零时,慧差与光阑的位置无关。使用光束分析仪可以在成像位置观察到光斑的形状,观察其是否有彗星状拖尾的像差来判断其是否存在较大的慧差。如果使用定量的方法来计算慧差的大小,慧差和光束的口径的平方成比例,所以对于目镜来说,其光束口径较小,所以慧差也不会太大。您可以通过我们的官方网站了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532。 ...
象差除离焦、像散外,还包含高阶像差,降低了成像分辨力,传统的眼科测量技术无法克服这些高阶像差,而自适应光学技术用于人眼视网膜成像系统,则可以获得更加清晰的眼底视网膜图像。美国Rochester大学视觉科学中心的Junzhong Liang 等人使用217子孔径的哈特曼-夏克波前传感器配合37单元的变形反射镜在国际上首先实现了自适应光学的视网膜成像横向空间分辨率到达2um,已经能够分辨视细胞。此后科学家又将光学相干层析技术(optical coherence tomography,OCT)和激光共焦扫描检眼镜(confocal scanning laser ophthalmoscopy,CSLO ...
像模式下提供像散补偿和沿出口狭缝的高空间分辨率;4.全自动控制——衍射光栅的扫描和更换、分离滤光片、狭缝宽度的调整和输出端口的选择均由智能且易于使用的软件自动执行和控制;5.自动快门提供自动背景(暗电流)减除,以及检测器对光源过度照明的保护;6.M522 中的探测器适配器具有精细通过焦点调整的能力;7.通过对SolarLS.LAB软件的调控可获得全景光谱及其他光谱处理和分析;8.可根据您的需求设计相关驱动程序。M522自动单色仪应用:1.发射和荧光光谱2.吸收、反射和透射测量3.多通道光谱4.从 UV 到 IR 范围内的高分辨率的分析任务M522自动单色仪规格参数:光学结构两个输入和两个输出的 ...
放大器二极管像散校正可选项:多级光学隔离单模输出光纤耦合双光束输出(自由空间或光纤耦合)集成光束整形,减少散光多功能平台提供多种配置;请与MOGLabs联系,以获得关于这种新的经济有效的替代方案的更多信息。 ...
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