光学系统性能分析与验证

本节对光学系统的球差、轴向色差、正弦差以及场曲进行分析和验证，确保系统满足设计要求。

1. 球差、轴向色差和正弦差分析

  • 根据公式 (5-30) 和表 7-25 中的数据，计算得出 u'=0.08，λ=0.000589，n'=1，代入公式得到 α = 0.092。
  • 根据公式 (5-31)，计算得出初级边缘光线的球差为 4λ，剩余球差为 6.552λ。
  • 查表 7-25，边缘光线球差为 0.047λ，0.7071 孔径的球差为 0.005λ，与上述计算值相比已经很小，表明系统的球差校正良好。
  • 轴向色差计算结果为 0.10562，约为焦深的 0.6 倍，满足设计要求。
  • 白色光线的球差为 0.368λ，系统色球差仅为球差的一半。
  • 查表 7-25，0.7071 孔径的二级光谱色差为 0.095λ，与计算得到的系统二级光谱色差基本一致。
  • 正弦差在整个孔径内小于 0.028λ，远小于经验误差 0.025λ。

2. 畸变和平均场曲分析

  • 首先根据公式计算出一个视场角对应的轴向畸变值 r'。
  • 然后将表 7-25 中畸变和平均场曲对应的视场角值列于表 7-26 中，并进行对比分析。

表 7-26 畸变和平均场曲对应的视场角值

| ω | 像高 | 视场角 | H' | 2r'/H' |

|---|---|---|---|---|

| 1.9 | 62 | 3.18 | -0.725 | 0.707 |

| 1 | 481 | 2 | 0.77 | -0.707 |

| | | | 1.16 | 1.12 |

通过以上分析可知，该光学系统在球差、色差、正弦差以及场曲方面均表现优异，满足设计要求。