RLE-ME01-光学系统像差测量实验-实验讲义

光学系统像差测量实验

RLE-ME01

实

验

讲

义

版本：2012 发布日期：2012年8月

前言

实际光学系统与理想光学系统成像的差异称为像差。光学系统成像的差异是《工程光学》课程重要章节，也是教学的难点章节，针对此知识点的教学实验产品匮乏。RealLight®开发的像差测量实验采用专门设计的像差镜头，像差现象清晰；涉及知识点紧贴像差理论的重点容，是学生掌握像差理论的非常理想的教学实验系统。

目录

1．光学系统像差的计算机模拟

1.1.引言---------------------------------------------1

1.2.实验目的-----------------------------------------1

1.3.实验原理-----------------------------------------1

1.4.实验仪器-----------------------------------------4

1.5.实验步骤-----------------------------------------4

1.6.思考题-------------------------------------------5

2. 平行光管的调节使用及位置色差的测量

2.1.引言---------------------------------------------6

2.2.实验目的-----------------------------------------6

2.3.实验原理-----------------------------------------6

2.4.实验仪器-----------------------------------------7

2.5.实验步骤-----------------------------------------8

2.6.实验数据处理-------------------------------------9

2.7.思考题-------------------------------------------9

3. 星点法观测光学系统单色像差

3.1.引言---------------------------------------------10

3.2.实验目的-----------------------------------------10

3.3.实验原理-----------------------------------------10

3.4.实验仪器-----------------------------------------11

3.5.实验步骤----------------------------------------12

3.6.思考题------------------------------------------14

4. 阴影法测量光学系统像差与刀口仪原理

4.1.引言--------------------------------------------15

4.2.实验目的----------------------------------------15

4.3.实验原理----------------------------------------15

4.4.实验仪器----------------------------------------16

4.5.实验步骤----------------------------------------16

4.6.思考题------------------------------------------17

5. 剪切干涉测量光学系统像差

5.1.引言--------------------------------------------18

5.2.实验目的----------------------------------------18

5.3.实验原理----------------------------------------18

5.4.实验仪器----------------------------------------21

5.5.实验步骤----------------------------------------21

5.6.思考题------------------------------------------26

6. 参考文献

实验1 光学系统像差的计算机模拟

1.1引言

如果成像系统是理想光学系统，则同一物点发出的所有光线通过系统以后, 应该聚焦在理想像面上的同一点，且高度同理想像高一致。但实际光学系统成像不可能完全符合理想，物点光线通过光学系统后在像空间形成具有复杂几何结构的像散光束，该像散光束的位置和结构通常用几何像差来描述。

1.2实验目的

掌握各种几何象差产生的条件及其基本规律，观察各种象差现象的计算机模拟效果图。

1.3实验原理

光学系统所成实际象与理想像的差异称为像差，只有在近轴区且以单色光所成像之像才是完善的（此时视场趋近于0，孔径趋近于0）。但实际的光学系统均需对有一定大小的物体以一定的宽光束进行成像，故此时的像已不具备理想成像的条件及特性，即像并不完善。可见，象差是由球面本身的特性所决定的，即使透镜的折射率非常均匀，球面加工的非常完美，像差仍会存在。

几何像差主要有七种：球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差及倍率色差。前五种为单色像差，后二种为色差。

a.球差

轴上点发出的同心光束经光学系统后，不再是同心光束，不同入射高度的光线交光轴于不同位置，相对近轴像点（理想像点）有不同程度的偏离，这种偏离

δ'）。如图1-1所示。

称为轴向球差，简称球差（L