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楼主: 梁萧萧

为什么三片镜比两片镜更容易产生高级像差呢?

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2024-1-1 00:09
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    [LV.7]常住居民III

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    小白

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    发表于 2020-8-8 11:48 | 显示全部楼层
    “三片”比“两片”更容易产生高级相差吗?——我的观点如下:
    1)成像光学像差 = 初级像差 + 高级相差,教科书的谈论最多的是七种初级像差,光学设计软件通过光线追击 Ray tracing,兼顾初级相差与高级相差的平衡,从而提升光学系统的成像质量;
    2)透镜成像的背后数学原理很简单,就是Fermat's principle,Snell's law of refraction and Law of reflection。课本上教授的叫做 高斯光学,假设近轴光学,物点不太大也不太高,而且围绕在光轴附近;发出的光线角度也不要太大(好像是<15°)等等,这样Snell定律中的,sinU~tanU~U, 这里U就是 ray angle,本来的非线性关系,reduced to 线性关系了;可是现实世界往往打破近轴光学假设,光学成像都是非线性Snell law的结果,相差由此产生。
    3)根据初级相差理论,单片最多消除两种初级相差,只有分裂成两片,甚至三片,增加了变量数目,比如说折射率,镜头曲面半径等,可以消除或者降低更多的初级像差;而且分裂之后,各种单片之间的 air spaces,恰恰能够帮助我们减小高级像差的关键“内因”。

    总结如下:
    -从光学设计角度,分裂透镜增加了变量数目,增加了自由度。
    -从像差理论,光焦度重新分配,原本单片负担的光线偏角,变为两片,甚至三片来共同负担,减少了单独一片产生的像差。
    -单片之间的空气间隔,能否被软件优化程序利用,来求得像差间的平衡。

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  • TA的每日心情
    开心
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    [LV.9]以坛为家II

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    入门

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    发表于 2020-8-8 20:44 来自手机 | 显示全部楼层
    镜片也不是越多越好吧,应该有个最优解,之前做一个目镜,5片不管怎么分裂成6片效果都不如5片的
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