spherical aberration是什麼意思，spherical aberration的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
n. 球面像差
例句
Spherical aberration can damage image quality in photolithography.
球面像差能破壞光刻的成像質量。
Spherical aberration and coma aberration were affected by high myopia;
在高度近視患者中，高階像差隨着近視度數的增加而增加。
The best focal point is determined by the spherical aberration coefficient, and .
球差系數決定了最佳聚焦點的位置。
Understand the exist of spherical aberration by drawing comet around ideal focus;
畫出理想焦點附近的星點圖，理解球差的存在；
Conclusion Age and corneal spherical aberration have an impact on myopia progression.
結論年齡和角膜球差影響近視進展。
專業解析
球差（Spherical Aberration）是光學系統中由球面透鏡或反射鏡的幾何形狀引起的一種像差。當平行光線（通常來自無窮遠處的點光源）通過球面透鏡的邊緣部分（遠軸光線）時，其聚焦點會比通過透鏡中心附近（近軸光線）的光線更靠近透鏡。這導緻來自同一點的光線無法彙聚于單一焦點，而是在光軸上形成一系列焦點，造成成像模糊或帶有光暈，降低了光學系統的分辨率和成像質量。
核心原理與影響
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成因：球面透鏡的表面曲率是均勻的球面。根據幾何光學中的折射定律（斯涅爾定律），不同入射高度的光線在球面折射後，其與光軸的交點（焦點）位置不同。邊緣光線的焦距短于中心光線的焦距（對于正透鏡而言）。
- 公式表達：對于薄透鏡，球差導緻的縱向像差（沿光軸方向的焦點偏移量）可近似表示為 $delta s propto h$，其中 $h$ 是光線在透鏡上的入射高度。
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表現形式：
- 點光源無法形成清晰的點像，而是形成一個彌散斑。
- 降低系統的分辨率和對比度。
- 在成像中産生光暈或模糊效果，尤其在視場中心區域也會出現。
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相關概念：
- 像散：雖然球差本身是軸上像差（影響視場中心），但它常與其他像差（如彗差）相互作用。
- 波像差：從波動光學角度看，球差表現為通過透鏡不同環帶的光線到達理想焦點時的光程差（OPD），導緻波前變形。球差對應的波像差通常與孔徑的四次方成正比 ($W propto rho$)，其中 $rho$ 是歸一化的孔徑坐标。
校正方法
- 非球面透鏡：使用非球面表面的透鏡（如抛物面、橢球面）可以精确控制不同環帶光線的折射，使其彙聚于同一點，從根本上消除球差。這是最有效的校正方法。
- 透鏡組合：将正透鏡和負透鏡組合使用（消色差雙膠合透鏡或更複雜的多片設計），利用不同形狀、不同材料的透鏡産生的球差符號相反的特性進行抵消。例如，正透鏡産生負球差（邊緣光線焦點在近軸光線焦點之前），負透鏡産生正球差（邊緣光線焦點在近軸光線焦點之後），合理搭配可減小整體球差。
- 孔徑光闌：縮小光圈（減小入射孔徑）可以阻擋入射高度大的邊緣光線，隻讓靠近光軸的近軸光線通過，從而顯著減少球差的影響。但這會降低系統的通光量和分辨率。
- 反射系統：在反射望遠鏡（如牛頓式、卡塞格林式）中使用抛物面鏡等非球面反射鏡，可以避免折射帶來的色差并有效校正球差。
應用與重要性
球差是設計任何使用球面光學元件（如相機鏡頭、顯微鏡物鏡、望遠鏡）時必須考慮和校正的關鍵像差之一。高分辨率成像系統（如天文望遠鏡、顯微成像、精密光刻）對球差的控制要求極高。現代光學設計軟件通過優化透鏡形狀、材料、間距以及使用非球面，可以有效地将球差降至最低水平。
參考資料：
- HyperPhysics - Aberrations: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/geoopt/aber.html
- RP Photonics Encyclopedia - Spherical Aberration: https://www.rp-photonics.com/spherical_aberration.html
- Olympus Microscopy Resource Center - Optical Aberrations: https://www.olympus-lifescience.com/en/microscope-resource/primer/anatomy/aberations/
- Edmund Optics - Understanding Optical Aberrations: https://www.edmundoptics.com/knowledge-center/application-notes/optics/understanding-optical-aberrations/
網絡擴展資料
Spherical Aberration（球面像差）是光學系統中的一種像差現象，由球面透鏡或球面鏡的幾何特性引起。其核心問題在于：當平行光線（如來自無限遠處的光）通過球面透鏡時，邊緣光線（遠離光軸的光線）與近軸光線（靠近光軸的光線）無法彙聚到同一焦點，導緻成像模糊或出現光暈（如圖像邊緣不清晰）。
産生原因
球面透鏡的曲率使得不同入射位置的光線折射角度不同。具體表現為：
- 邊緣光線折射更劇烈，焦點更靠近透鏡；
- 近軸光線折射較小，焦點更遠離透鏡。
這種焦點位置的差異稱為縱向球差，而像平面上光斑的擴散則稱為橫向球差。
影響
- 成像質量下降：圖像失去銳度，尤其在光圈較大時更明顯。
- 光能分散：焦點區域能量不集中，降低光學系統效率。
- 色差疊加：若同時存在色差（不同波長光線的焦點差異），球差會加劇整體像差。
解決方法
- 非球面透鏡：通過非球面曲率設計（如抛物面、雙曲面）使所有光線彙聚于同一點。
- 複合透鏡組：組合凸透鏡與凹透鏡，利用不同材料的折射率差異抵消球差。
- 光圈縮小：減少通光孔徑（如縮小相機光圈）可限制邊緣光線，但會降低進光量。
- 軟件校正：後期通過算法修正圖像模糊，常用于數碼攝影和顯微鏡成像。
實際應用中的例子
- 反射式望遠鏡：采用抛物面鏡替代球面鏡，避免球差（如牛頓式望遠鏡）。
- 相機鏡頭：高端鏡頭使用非球面鏡片（标記為“ASP”），改善大光圈下的畫質。
- 激光聚焦系統：精密激光設備需校正球差以确保光束聚焦精度。
球面像差是光學設計中的基礎問題，理解其原理有助于優化成像系統或選擇合適的設備（如攝影時平衡光圈與畫質）。
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