光学成像系统像差可视化分析

为了全面、直观地评估光学系统的成像质量，通常将计算得到的各种像差数据以图形化方式呈现。以下以1.5节中的“胶合物镜”为例，展示几种常用像差曲线的绘制方法。

1. 轴上点球差和轴向色差曲线

将三种球差（球差、位置色差、二级光谱）曲线绘制在同一张图中，纵坐标代表归一化的像差，横坐标代表归一化的孔径。如图1-15所示，三种不同颜色的曲线展示了球差随孔径的变化趋势，同时也可以看出轴向色差的大小（相同孔径光线在不同颜色曲线上的纵坐标差值）。通过分析这三条曲线，可以了解轴上点的成像质量。

2. 正弦差（相对彗差）曲线

如图1-16所示，纵坐标代表归一化的正弦差，横坐标代表归一化的孔径。根据上一节的计算结果，可以绘制出正弦差曲线。当物点位于近轴区域（即小物体）时，使用大孔径光束成像，除了球差和轴向色差外，还会出现彗差。通常使用相对彗差（即正弦差）来表示。通过分析正弦差曲线，可以评估光轴附近（即像面中心附近区域）的成像质量。

(图表1-15和1-16)