Аберрации оптических систем

В реальных оптических системах используются пучки, отличающиеся от параксиальных, показатель преломления линз зависит от длины волны падающего света, а сам свет немонохроматичен. Искажения оптического изображения, которые возникают при этом, называются аберрациями.

Сферическая аберрация. Фокус для лучей, более удаленных от оптической оси, чем параксиальные, находится ближе, чем фокус параксиальных лучей. В результате изображение светящейся точки имеет вид расплывчатого пятна.

Сферическая аберрация является частным случаем астигматизма.

Кома. Если через оптическую систему проходит широкий пучок от точечного источника света, расположенного не на оптической оси, то получаемое изображение этой точки будет в виде освященного пятна неправильной формы.

Точечным источником света называется источник, размерами которого можно пренебречь.

Астигматизм. Погрешность, обусловленная неодинаковостью кривизны оптической поверхности в разных плоскостях сечения падающего на нее светового пучка.

Дисторсия. Погрешность, при которой при больших углах падения лучей на линзу линейное увеличение для точек предмета, которые находятся на разных расстояниях от главной оптической оси, несколько различается. В результате нарушается геометрическое подобие между предметом (например, прямоугольная сетка) и его изображением (рисунок (b) – подушкообразная дисторсия, (c) – бочкообразная дисторсия).

Хроматическая аберрация. При падении на оптическую систему белого света отдельные составляющие его монохроматические лучи фокусируются в разных точках (наибольшее фокусное расстояние имеют красные лучи, наименьшее – фиолетовые), поэтому изображение размыто и по краям окрашено.