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一、球差的初步计算球差也叫球面像差,Spherical Abereation,是所有几何像差中最简单也是最基本的像差,其中好几种轴外单色像差均与球差有一定联系。不同倾角的光线交光轴于不同位置上,相对于理想像点的位置有不同的偏离。这是单色光的成像缺陷之一,称为球差。如图所示在上图中,在轴上点A的理想像为A0’,由A点发出的过入瞳边缘的光线(marginal ray)从系统出射后,交光轴于一点,而由于球差可见到在12345个孔径带上成像不同,而它们的像方截距分别为L’于l’,则其为这条光纤的球差。。显然,在边缘光纤以内与光轴成不同角度的各条光线都有各自的球差。而如上图所示为球差小于0的情况。如果经 ...
一、色差的概念多数的成像镜头都是应用于可见光波段,其波长大约在400~700nm,这就引入了多色光情况下成像后的颜色分离,也就是色散现象。色差,指颜色像差,是透镜系统成像时的一种严重缺陷,由于同种材料对不同波长的光有不同的折射率,便造成了多波长的光束通过透镜后传播方向分离。简单来说,色差就是颜色分离带来的光学系统的像差。色差分两种,一种叫做轴向色差,另一种叫做垂轴色差。本章我们只详细介绍垂轴色差。二、垂轴色差的概念垂轴色差,Lateral Color,也叫做倍率色差、横向色差,指轴外视场不同波长光束通过透镜聚焦后在想面上高度各不相同,也就是每个波长成像后放大率不同,故称为倍率色差。多个波长的焦 ...
一、色差的概念多数的成像镜头都是应用于可见光波段,其波长大约在400~700nm,这就引入了多色光情况下成像后的颜色分离,也就是色散现象。色差,指颜色像差,是透镜系统成像时的一种严重缺陷,由于同种材料对不同波长的光有不同的折射率,便造成了多波长的光束通过透镜后传播方向分离。简单来说,色差就是颜色分离带来的光学系统的像差。色差分两种,一种叫做轴向色差,另一种叫做垂轴色差。本章我们只详细介绍轴向色差。二、轴向色差的概念轴向色差,Longitudinal Aberration,也叫做球色差、位置色差、纵向色差,指不同波长的光束通过透镜后焦点位于沿轴的不同位置,因为它的形成原因同球差相似,顾也称其为球 ...
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 ...
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 ...
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 ...
一、慧差的概念慧差,也叫彗形像差,Coma Aberration,是轴外物点(或称轴外视场点)所发出的锥形光束通过光学系统成像后,在理想像面不能成完美的像点,而是形成拖着尾巴的如彗星形状的光斑,故对此光学系统的这种像差称其为慧差。如图所示二、慧差的特点在边区一带光线形成亮度较低,虚散的大环形,主光轴一带光线形成高亮度清晰的小环形。重叠后形成梨状圆形,类似彗星拖尾。如图所示三、慧差产生的原因球面透镜各光区成像的放大率不一致,导致各光区的焦点不同。是由轴外点宽光束的主光线与球面对称轴不重合,而由折射球面的球差引起的。四、慧差的种类慧差的种类很多,分类方法不一,在彗形亮斑的朝向上可分为外向慧差和内向 ...
一、球差的概念球差也叫球面像差,Spherical Abereation,是指轴上物点发出的光束通过球面透镜时,透镜不同孔径区域的光束最后汇聚集在光轴的不同位置,在像面上形成圆形的弥散斑,这就是球差。如图所示如果使用定量的方法来计算球差的大小,它表示在不同光瞳区域商的光线入射到像面后在像面上与光轴的垂直高度的大小。由于绝大数玻璃透镜元件都是球面,所以球差的存在也是必然性。由于球差的存在,使球面透镜的成像不再具有完美性,球面单透镜的球差是不可消除的。二、球差的特点当在轴上视场产生的时候,是旋转对称的像差。三、球差产生的原因由于透镜的球面折射使具有一定高度的平行光束不能在一点伤聚焦所致;由于镜头的 ...
的课题组利用波前矫正技术成功的实现了清晰的散射介质成像。先将待测物体替换成点光源,利用空间光调制器对点光源的波前进行校正,使散射光场能恢复点光源的像,获得所需要的波前校正相位阵列,接着换回待测物体。利用由于光学记忆效应,得到了待测物体的清晰成像。6、浑浊透镜成像技术 光波通过散射介质后,原来的光波序列被打乱,但是大部分信息并没有丢失。光波经过散射介质的散射作用后高频信息可以被采集,光波经过散射介质后系统的横向分辨率得到提高。原本成像于CCD靶面之外的物点也因散射介质的散射作用的被CCD采集。 国外的团队使用激光在一块散射介质上进行逐点高精度角度扫描,同时配合一台高速干涉显微镜对所得的散射图像逐 ...
元密度的新型波前矫正器件, 一直受限于液晶的刷新速度,在许多的应用领域无法满足科研人员的需求。美国Meadowlark Optics公司20多年以来一直致力于研发高响应速度的空间光调制器,近期Meadowlark Optics宣布推出液晶刷新速度(0-2π)高达600Hz@532nm; 500Hz@635nm的高速型SLM,其控制器的帧频为833Hz。引 言:这款高速型液晶空间光调制器的分辨率为512x512,像素25um,开孔率:96%,通光口径:12.8x12.8mm;相信这款空间光调制器的出现,可以为天文自适应,生物显微自适应等对空间光调制器的刷新速度有较高要求的客户带来便利。液晶空间光 ...
元密度的新型波前矫正器件,相对于传统的变形镜波前矫正器,具有:价格低廉,响应速度快,校正单元多(512*512),调制精度高等特点,是21世纪天文观测领域非常重要的波前矫正器件。目前国内的客户已经利用Meadowlark Optics公司的亚毫秒空间光调制器研制成功了LCAO(液晶自适应)系统。该系统已成功的与1.23m口径的望远镜实现连接,并且清晰的观测到土星及其环绕的光环带,分辨出4.8和5.5视星等的α-COM双星,成像分辨率达到1.8倍衍射极限的分辨率。关键词:空间光调制器、液晶空间光调制器、调制器、SLM、变形镜、自适应光学、偏振无关引 言:液晶自适应光学系统的主要作用为矫正大气湍流 ...
元密度的新型波前矫正器件(大气湍流模拟器),相对于传统的变形镜波前矫正器,具有:价格低廉,响应速度快(up to 714Hz),校正单元多(512*512),调制精度高(λ/500),功耗低等特点,是21世纪天文观测领域重要的波前矫正器件。液晶空间光调制器特别适合高精度可控湍流模拟,为大气湍流的研究提供了有力的支撑。目前实现大气湍流模拟的方法主要有:Zernike多项式法、功率谱反演法等。产品参数: ...
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