实际光学系统的成像是不完善的，光线经光学系统各表面传输会形成多种像差，使成像产生模糊、变形等缺陷。像差就是光学系统成像不完善程度的描述。光学系统设计的一项重要工作就是要校正这些像差，使成像质量达到技术要求。光学系统的像差可以用几何像差来描述，包括：
球差
轴上点A发出的某孔径带的光线与近轴光线交于不同点，形成球差。 轴向球差：
垂轴球差：
正透镜恒产生负球差，负透镜恒产生正球差
轴外像差
局部放大
慧差 当系统不满足等晕条件时 轴外点存在彗差
像散和像面弯曲 轴外主光线和共轴系统的光轴不重合， 使出射光束失去对称， 产生彗差、像散和像面弯曲
畸变
当孔阑位置移动 主光线与高斯像面交点高度变化 引起像的变形 畸变仅是像的变形，不影响像的清晰度 实际像高比理想像高大 称正畸变，反之称负畸变
色差
对白光成像的光学系统 由于材料对不同波长的色光折射率不同 使各色光线具有不同的成像位置和倍率 位置色差 同种材料对不同波长具有不同的折射率
对复色光成像的仪器 要求对主色光校正单色像差 对成像光谱的两端校正色差 位置色差是对两种色光而言 在某孔径带校正了位置色差后 两种色光像点与主色光的 像点之间的距离称为二级光谱
位置色差和球差都产生圆形弥散斑 位置色差产生彩色圆形弥散斑 球差产生单色圆形弥散斑 同种材料对不同波长具有不同的折射率 引起光学系统的放大倍率变化 像的大小随之变化
上图表示慧差与倍率色差同时存在 4 像质评价
像质评价之几何像差曲线 球差曲线
场曲畸变曲线
图中左边的是像散场曲曲线，右边的是畸变，不同颜色表示不同色光，T和S分别表示子午和弧矢量，同色的T和S间的距离表示像散的大小，纵坐标为视场，右图横坐标是场曲，左图是畸变的百分比值，左图中几种不同色曲线间距是放大色差值。 点列图 由一点发出的许多光线经光学系统后 因像差使其与像面的交点不再集中于同一点 而形成了一个散布在一定范围的弥散图形 称为点列图
RMS RADIUS：均方根半径值 GEO RADIUS：几何半径（最大半径）根据分布图形的形状也可了解系统的几何像差的影响，如，是否有明显像散特征，或彗差特征，几种色斑的分开程度如何，有经验的设计者可以根据不同的情况采取相应的措施。 MTF曲线 调制传递函数MTF：一定空间频率下像的对比度与物的对比度之比。能反映不同空间频率、不同对比度的传递能力。一般而言，高频传递函数反映了物体细节传递能力，低频传递函数反映物体轮廓传递能力，中频传递函数反映对物体层次的传递能力。
传函与离焦关系曲线
此图表明对设定空间频率不同视场的子午、弧矢MTF与离焦量的关系，图中横坐标是离焦量，纵坐标是对比度，通过此图可以看出各视场的最佳焦面是否比较一致，MTF是否对离焦比较敏感。此图在光学设计后期，精细校正时很有用。 像质评价之波像差曲线 光程差曲线
波面三维图
干涉图
这是模拟系统波差在干涉仪上测出的干涉图图形 图中给出的是设定视场和色光的干涉图 声明：图文来自网络，感谢浙江大学应用光学系提供的网络课件！ |
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