 |
|
Аберрации (погрешности) линз
Изображение, полученное при помощи линзы, может иметь искажения. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся из них.
Сферическая аберрация. При использовании всей поверхности сферической линзы для построения изображения точечного источника оказывается, что края линзы отклоняют лучи сильнее, чем требуется для прохождения их через изображение, даваемое средней частью линзы. В результате этого изображение точечного источника на экране получается в виде расплывчатого пятна. Для устранения этой аберрации следует либо уменьшать апертуру пучка света, либо усложнять оптическую систему, включая в нее отрицательную линзу.
Кома. Для линз, исправленных на сферическую аберрацию, для источника, лежащего на главной оптической оси, может сохраняться сферическая аберрация для источника, расположенного в стороне от главной оптической оси. Такая аберрация называется комой. При наличии комы изображение точечного источника представляет собой вытянутое пятно. Соответствующей комбинацией положительных и отрицательных линз можно избавиться от такой аберрации.
Астигматизм. Изображение точечного источника в косых лучах имеет вид двух взаимно перпендикулярных, смещенных друг относительно друга прямолинейных отрезков, т.е. является астигматическим. Этот вид аберрации устраняется путем подбора радиусов кривизны и оптических сил преломляющих поверхностей.
Дисторсия. Дисторсия – это аберрация, которая обуславливает неодинаковость поперечного увеличения в пределах поля зрения. Если увеличение возрастает с удалением от оптической оси, имеет место подушкообразная дисторсия. При уменьшении увеличения – бочкообразная.
Хроматическая аберрация. Рассмотренные выше аберрации свойственны всем оптическим системам для любой области спектра (в том числе и для монохроматического лазерного излучения). Хроматическая аберрация обусловлена явлением дисперсии вещества линзы (зависимости показателя преломления от длины волны). Дисперсия материала линзы обуславливает зависимость фокусного расстояния линзы от длины волны. Это обстоятельство приводит к тому, что изображение немонохроматического источника для разных длин волн (цветов) находится на разных расстояниях, что определяет окрашивание контура изображения. Комбинируя линзы, изготовленные из различных материалов, удаётся создать ахроматичную (то есть исправленную на хроматическую аберрацию) оптическую систему.
Отметим, что для одновременного устранения всех видов аберраций линзы требуется составить весьма сложную оптическую систему (современные объективы для фотоаппаратов представляют системы, состоящие из большого количества линз). По этой причине в каждом конкретном случае стараются устранить самые существенные аберрации.