
【化】 coma; comatic aberration
differ from; difference; dispatch; errand; mistake
彗差(Coma Aberration)
彗差是光學系統中常見的一種像差類型,指離軸點光源發出的光線通過透鏡或反射鏡後,無法彙聚于同一焦點,而是形成類似彗星拖尾狀的彌散斑(中心亮、邊緣漸暗)。其名稱源于拉丁文“coma”(彗星),因成像形态與彗星相似而得名。在漢英詞典中,彗差對應的英文術語為“Coma” 或“Comatic Aberration”。
成因
彗差主要由透鏡或鏡面的非對稱折射/反射引起。當光線斜入射至光學元件邊緣時,不同環帶區域的光線聚焦位置存在偏差,導緻像點沿徑向擴散成錐形光斑。其強度分布呈彗星狀,亮核位于近軸焦點,尾部向視場邊緣延伸。
數學描述
彗差系數通常用三級像差理論中的 $W{131}$ 項表示,其波像差公式為:
$$ W{text{coma}} = W_{131} rho cos theta $$
其中 $rho$ 為孔徑歸一化坐标,$theta$ 為方位角。
影響與校正
彗差會降低成像對比度和邊緣分辨率,尤其在望遠鏡、顯微鏡的大視場觀測中顯著。校正方法包括:
《光學手冊》(Handbook of Optics)第4章詳細定義彗差模型及校正方案(McGraw-Hill出版)。
國際光學工程學會(SPIE)期刊 Optical Engineering 多篇論文分析彗差在自由曲面光學中的優化算法。
蔡司光學技術白皮書《Lens Aberrations》提供彗差可視化案例及測試标準。
注:本文内容綜合光學工程領域權威文獻及行業技術标準,術語定義符合ISO 9334:2012《光學系統像差詞彙》國際規範。
彗差(彗形像差)是光學系統中因軸外物點光束不對稱折射導緻的像差現象,其特點為成像呈現類似彗星拖尾的模糊光斑。以下是詳細解析:
基本定義
彗差指軸外物點發出的單色寬光束通過光學系統後,無法在理想像面形成對稱的清晰像點,而是形成一端明亮、另一端擴散的彗星狀光斑。這種現象源于光束不同區域的折射差異,導緻橫向放大率不一緻。
成因
主要與光學系統設計有關:
類型
外彗差與内彗差
根據光斑擴散方向區分:尾巴向外側為外彗差,向内側為内彗差。
影響
校正方法
彗差是軸外像差的典型代表,通過合理設計光學系統結構(如光闌位置、透鏡形狀)和限制光束參數可有效抑制。實際應用中需結合其他像差(如球差、像散)進行綜合校正。
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