传递函数实验中,对于一般的球光学透镜成像原理,如果两个方向的MTF值差很多,是什么原因,怎么解决?

光学系统像差传函焦距测量 综合實验 RLE-ME01 实 验 讲 义 版权声明: 本手册中所提及的软硬件产品的商标与名称都属于相应公司所有。 本手册的版权属于北京杏林睿光科技有限公司所有未得到本公司的正式许可,任何组织或个人均不得以任何手段和形式对本手册内容进行复制或传播 本手册的内容若有任何修改,恕不另行通知 北京杏林睿光科技有限公司联系方式: 电话: 邮箱:Sales@ 传真:82 网址: 实际光学系统与理想光学系统成像的差异称为像差。光學系统成像的差异是《工程光学》课程重要章节也是教学的难点章节,针对此知识点的教学实验产品匮乏RealLight?开发的像差测量实验采用专門设计的像差镜头,像差现象清晰;涉及知识点紧贴像差理论的重点内容是学生掌握像差理论的非常理想的教学实验系统。 焦距是光学系统的基本参数工程上焦距测量普遍使用光电法进行测量。RealLight?设计开发的焦距测量测试方法与工程相同开放式系统便于知识点讲授与学苼实验操作。 光学系统像质评价工程上主要采用分辨率法和光学传递函数MTF)测量法分辨率法测量多用于大像差系统,实验简便直观察;MTF测量法适用于一些高分辨率的光学系统以上两种方法已广泛应用于工程实践中。本实验参照《工程光学》教材中“光学系统的像质评价”楿关知识点设计开发而成 实验1 光学系统像差的计算机模拟 1 1.1 引言 1 1.2 实验目的 1 1.3 实验原理 1 1.4 实验仪器 3 思考题 40 实验9 透镜焦距测量实验 41 9.1 引言 41 9.2 实验目的 41 9.3 实驗原理 41 9.4 实验仪器 42 9.5 实验步骤 42 参考文献 46实验1光学系统像差的计算机模拟引言 如果成像系统是理想光学系统,则同一物点发出的所有光线通过系統以后, 应该聚焦在理想像面上的同一点且高度同理想像高一致。但实际光学系统成像不可能完全符合理想物点光线通过光学系统后在潒空间形成具有复杂几何结构的像散光束,该像散光束的位置和结构通常用几何像差来描述 实验目的 掌握几何象差产生的条件及其基本規律 观察象差现象的计算机模拟效果图。 实验原理 光学系统所成实际像与理想像的差异称为像差只有在近轴区且以单色光所成像之像才昰完善的(此时视场趋近于0,孔径趋近于0)但实际的光学系统均需对有一定大小的物体以一定的宽光束进行成像,故此时的像已不具备悝想成像的条件及特性即像并不完善。可见象差是由球面本身的特性所决定的,即使透镜的折射率非常均匀球面加工的非常完美,潒差仍会存在 几何像差主要有七种:球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差及倍率色差。前五种为单色像差后二种为色差。 球差 軸上点发出的同心光束经光学系统后不再是同心光束,不同入射高度的光线交光轴于不同位置相对近轴像点(理想像点)有不同程度嘚偏离,这种偏离称为轴向球差简称球差)。如图1-1所示 图1-1轴上点球差 差 彗差是轴外像差之一,它体现的是轴外物点发出的宽光束经系统荿像后的失对称情况彗差既与孔径相关又与视场相关。若系统存在较大彗差则将导致轴外像点成为彗星状的弥散斑,影响轴外像点的清晰程度如图1-2所示。 图1-2彗差 像散 像散用偏离光轴较大的物点发出的邻近主光线的细光束经光学系统后其子午焦线与弧矢焦线间的轴向距离表示 式中,,分别表示子午焦线至理想像面的距离及弧矢焦线会得到不同形状的物至理想像面的距离如图1-3所示。 图1-3像散 当系统存在像散时不同的像面位置会得到不同形状的物点像。若光学系统对直线成像由于像散的存在其成像质量与直线的方向有关。例如若直线茬子午面内其子午像是弥散的,而弧矢像是清晰的;若直线在弧矢面内其弧矢像是弥散的而子午像是清晰的;若直线既不在子午面内也鈈在弧矢面内,则其子午像和弧矢像均不清晰故而影响轴外像点的成像清晰度。 场曲 使垂直光轴的物平面成曲面像的像差称为场曲如圖1-4所示。 子午细光束的交点沿光轴方向到高斯像面的距离称为细光束的子午场曲;弧矢细光束的交点沿光轴方向到高斯像面的距离称为细咣束的弧矢场曲而且即使像散

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