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第九章 光学系统的像质评价和像差公差 §9-1 瑞利判断和中心点亮度 §9-2 分辨率 §9-3 点列图 §9-4 光学传递函数 §9-5 其他像质评价方法 §9-6 光学系统的像差公差 §9-1 瑞利判断和中心点亮度 §9-2 分辨率 §9-3 点列图 §9-4 光学传递函数 §9-5 其他像质评价方法 §9-6 光学系统的像差公差 * * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 由前面知识，在不考虑衍射现象影响时，光学系统的成像质量主要与系统的像差大小有关，因此设计任何光学系统时都必须考虑像差的校正。 但任何光学系统都不可能也没必要把所有像差都校正掉，因此存在剩余像差及其公差，有必要提出光学系统成像质量的评价方法。 一、瑞利判断 瑞利认为“实际波面与参考球面波之间的最大波像差不超过λ/4时，此波面可看作是无缺陷的”，即瑞利判断。 它依据成像波面相对理想球面波的变形程度来判断光学系统的成像质量的。 并给出最大波像差公差：W< λ/4时，成像质量是良好的。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 优点：便于实际应用。只要计算出几何像差曲线，再对其积分就可得到波像差，即可判断成像的优劣。同时还可用它求出几何像差的公差。 缺点：不够严密，没有考虑局部缺陷在整个波面面积中的分量。 适用范围：是一种较为严格的像质评价方法，适用于小像差光学系统，如显微镜、望远镜等对像质要求较高的系统。 二、中心点亮度 依据：光学系统存在像差时，其成像衍射斑的中心亮度和不存在像差时衍射斑的中心亮度之比来表示光学系统的成像质量的。即斯托列尔准则：S.D≥0.8时，认为像质是完善的。 缺点：计算复杂，不便实际应用。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 优点：在评价成像质量上和瑞利判断一致。 适用范围：也是一种高质量的像质评价方法，只适用于小像差光学系统。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 分辨率是反映光学系统能分辨物体细节的能力，是光学系统的一个很重要的性能，因此可用其来评价光学系统的成像质量。 表述为：能分辨的两个等亮度亮点间的距离对应艾里斑的半径，即一个亮点的衍射图案中心与另一个亮点的衍射图案的第一个暗环重合时，这两个亮点能被分辨开。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 能被分辨开的两个衍射图案中的光强极大值与极小值之比为1：0.735，与接收器能分辨的亮度相当，可见分辨率的大小还与接收器分辨率有关。 由衍射理论知，光学系统的最小分辨角为： 入瞳直径 第一暗环半径对应的出瞳中心张角 该评价方法不很完善，存在的缺点： ①像差可降低光学系统的分辨率，但小像差光学系统，其实际分辨率受像差的影响很小，不宜用分辨率来评价象质；而在大像差光学系统中，分辨率与系统的像差有关，常用分辨率作为成像质量指标。 ②用于分辨率检测的鉴别板，由于照明条件和接收器的不同，其检测结果也不同，有时可能认为像质较好，有时认为较差。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. ③对照相物镜等作分辨检测时，有时会出现“伪分辨现象”，即在某一组条纹时已不能被分辨，但对更密一组的条纹反而可以分辨，这是因为对比度反转造成的。因此分辨率作为像质评价方法也不是一种严格而可靠的评价方法。 优点：指标单一。便于测量，在像质检测中得到广泛应用。 适用范围： 大像差光学系统。 Evaluation only. Created with Aspose.Slid