球面像差 编辑
光学中,球面像差是发生在经过透镜折射或面镜反射的光线,接近中心与靠近边缘的光线不能将影像聚集在一个点上的现象。这在望远镜和其他的光学仪器上都是一个缺点。这是因为透镜和面镜必须满足所需的形状,否则不能聚焦在一个点上造成的。
球面像差与镜面直径的四次方成正比,与焦长的三次方成反比,所以他在低焦比的镜子,也就是所谓的“快镜”上就比较明显。
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太空望远镜光轴补偿校正光学是为了矫正哈伯太空望远镜的球面像差所设计的仪器,由贝尔航太集团制造。在1993年第一次的维护任务中,取代了高速光度计原先的位置,以提供高达德高解析摄谱仪、暗天体照相机暗天体摄谱仪所需要的光线。
曼京镜是透镜透镜和由玻璃前表面反射的曲面镜组成无球面像差的光学元件。这种反射器是法国军官阿方斯曼京在1876年发明的。作为一个探照灯的改进折反射器,也还可以使用其他的光学设备。
反射折射这个名词在光学系统中的意思就是既有透镜也有面镜的系统。反射折射的光学系统常用在望远镜和照相机使用的质轻、长焦透镜。
通常的设计是利用特殊形状的透镜来修正反射镜的像差。反射望远镜镜系统的物镜虽然没有色差,但球面反射镜存在球面像差,而且焦距越长的球面反射镜对加工精度要求越高。非球面的抛物面反射镜虽然在光轴中心不存在像差,但在光轴以外存在球差和彗差,而且加工难度大,成本也高。折反射望远镜就是针对反射系统的这些缺点,而试图利用透镜折射系统的优点来补偿。
反射折射这个名词在光学系统中的意思就是既有透镜也有面镜的系统。反射折射的光学系统常用在望远镜和照相机使用的质轻、长焦透镜。
通常的设计是利用特殊形状的透镜来修正反射镜的像差。反射望远镜镜系统的物镜虽然没有色差,但球面反射镜存在球面像差,而且焦距越长的球面反射镜对加工精度要求越高。非球面的抛物面反射镜虽然在光轴中心不存在像差,但在光轴以外存在球差和彗差,而且加工难度大,成本也高。折反射望远镜就是针对反射系统的这些缺点,而试图利用透镜折射系统的优点来补偿。
超消色差或超消色差透镜是马克西米利安·赫茨贝格尔最先构想和发展出来的终极高修正透镜。超消色差透镜的色偏移曲线是四次方程,意味着在理论尚能将4种单独的色光焦点在同一平面上,并同时修正球面像差和像场差。这种近乎完美的色差修正对影片和数位多光谱摄影是非常有帮助的。超消色差透镜可以将波长0.7至1.0微米的红外线和可见光汇聚在相同的焦平面上,而不需要一再的调整焦点。不幸的是,由于对光学玻璃和色散的选择有限,超消色透镜必须使用宽容度很小且很昂贵的氟玻璃制造。
消色差透镜或复消色差透镜是被设计用来将色差和球面像差减至最小的透镜,属于消色差透镜组。
施密特修正板是伯恩哈德·施密特在1930年发明的 ,它是用来修正反射望远镜的球面镜所产生的球面像差的透镜。这个修正透镜被安置在望远镜前端,光线进来的路径上。在纯粹的施密特摄星仪上,修正板的位置在主镜的曲率中心上,而施密特-卡塞格林望远镜则就在主镜焦点的后方。施密特修正板的中央和边缘比较厚实,这改正了光线的路径,使得镜子外缘的光线和中心的光线都能汇聚在相同的点上。施密特修正板不会改变系统的焦距,只是修正球面像差。
施密特-牛顿望远镜的光学设计结合了施密特摄星仪和牛顿望远镜的元素。这个系统将牛顿望远镜的抛物面镜换成球面镜,因而产生了球面像差。但就像施密特-卡塞格林望远镜一样,使用施密特修正板予以修正。次镜则承袭牛顿望远镜采用椭圆形的平面斜镜。
反射折射这个名词在光学系统中的意思就是既有透镜也有面镜的系统。反射折射的光学系统常用在望远镜和照相机使用的质轻、长焦透镜。
通常的设计是利用特殊形状的透镜来修正反射镜的像差。反射望远镜镜系统的物镜虽然没有色差,但球面反射镜存在球面像差,而且焦距越长的球面反射镜对加工精度要求越高。非球面的抛物面反射镜虽然在光轴中心不存在像差,但在光轴以外存在球差和彗差,而且加工难度大,成本也高。折反射望远镜就是针对反射系统的这些缺点,而试图利用透镜折射系统的优点来补偿。
复消色差透镜是比一般的消色差透镜有着更好的颜色矫正能力的镜头或其他的透镜。色差是不同颜色的光线穿过透镜之后汇聚在不同焦距上的现象。在摄影学上,它导致影像整体的色调变得柔软,颜色边缘对比的反差降低,像是黑白色之间的边缘。天文学家面临着相似的问题,特别是在望远镜上,透镜的问题更甚于镜子。消色差透镜可以将两种不同颜色的光焦点在相同的平面上;复消色差透镜的设计能将三种不同颜色的光汇聚在相同的平面。残余的颜色偏差可以比等效口径和焦距的消色差透镜低一个数量级。复消色差透镜可以修正两个波长的球面像差,也比消色差透镜多了一个波长。