§ 2.7 Ограничения пучков лучей в оптических системах
Реальные оптические системы дают удовлетворительное изображение только при определенном ограничении ширины действующих пучков. Отдельные части оптической системы имеют конечные поперечные размеры и ограничивают ширину оптической системы.
Все части оптической системы (спец. преграды, линзы, призмы, зеркала) ограничивающие размеры пучков лучей проходящих через оптическую систему называются диафрагмами. Диафрагма которая ограничивает пучок действующих лучей исходящих из точки объекта расположенной на оси системы называется апертурной. Апертурная диафрагма может располагаться перед или после системы а также между отдельными компонентами системы.
Входным зрачком системы называется изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов В1В1. Изображение аппретурной диафрагмы в пространстве изображений В2В2 называется выходным зрачком системы. Очевидно что входной и выходной зрачки являются сопряженными по отношению ко всей системе.
Угол под которым виден радиус входного зрачка из точки предмета, лежащей на оптической оси называется апертурным углом (Ωа) в пространстве предметов. Угол под которым виден радиус выходного зрачка из точки пересечения оси с плоскостью изображения называется выходным апертурным углом (Ωа’).
Абсолютное значения отношений диаметра входного зрачка к заднему фокусному расстоянию системы называется относительным отверстием.
Любая оптическая система отображает определенную часть пространства расположенную вокруг оптической оси которая называется линейным полем системы.
Диафрагма расположенная в плоскости предмета или в одной из сопряженных с ней плоскостей ограничивающая размер линейного поля системы в пространстве изображений называется полевой.
Любая диафрагма кроме апертурнои и полевой которая ограничивает пучки лучей выходящих из точек предмета не лежащих на оптической оси называется венгетирующей. Наличие венгетирующей диафрагмы позволяет повысить резкость изображения на краях поля т.е. узкие пучки дают лучшее качество изображения чем широкие.
§ 2.8. Аберрации оптических систем
Нарушение гомоцентричности пучков лучей реальными оптическими системами а также несоответствие точек реального изображения закон идеальной системы называется погрешностями или аберрациями.
Аберрации оптических систем разделяются на хроматические и монохроматические.
Хроматические аберрации является следствием немонохроматичности реального света, который представляет собой совокупность лучей с различной длиной волны и которому свойственна дисперсия.
Хроматические аберрации проявляются в окрашивании изображения.
Монохроматические аберрации характеризуют отступление реальных координат изображения от идеальных для определенной длины волны.
Процесс устранения аберрации называется коррегированием оптической системы.
Различают следующие виды монохроматических аберраций: сферические, кома, астигматизм наклонных пучков, кривизна поля, дисторсия.
Сферическая аберрация заключается в том, что лучи выходящие из одной точки на оси и проходящие через оптическую систему на различных расстояниях от оптической оси не собираются в одной точке.
Различают продольные и поперечные сферические аберрации.
Комы заключаются в том, что изображение точечного объекта не лежащего на оптической оси несимметрично, оно приобретает форму кометы.
Астигматизм – внеосевая точка дает изображение в виде двух взаимно перпендикулярных линий.
Кривизна поля заключается в том, что изображение плоского объекта лежит на криволинейной поверхности.
Дисторсия – прямые линии, не проходящие через центр поля зрения изображаются кривыми.
Хроматизм изображения - положение изображения различно для различных длин волн.
Хроматизм увеличения выражает зависимость поперечного размера изображения от длины волны.