散光 Astigmatism

2023-02-23 11:37:02 浏览:743

定义

一种光学像差;或者,光学透镜的缺陷或激光束的特性。

散光是一种光学像差

散光是成像系统中经历的经典光学像差类型之一。 例如,当光线以与光轴成很大角度照射到球面光学透镜或球面曲面镜时,就会发生这种情况。 在这里,光学元件的焦距基本上取决于方向:它在切向平面上减小,在矢状面上增加。 因此,例如,圆形激光束的完美聚焦不再可能:切向方向的最小光束半径比矢状方向的最小光束半径更快达到。

显然,这种现象也会导致图像失真。 例如,通过放大镜观察纸上的一个小点,可以很容易地观察到它,放大镜基本上与正常方向倾斜。 根据聚焦条件,点的图像可以在一个或另一个方向上拉长。

例如,与球面像差相比,散光不能仅通过使用光学孔径来减少。 但是,如果射线束也填充了镜头区域的很大一部分,则问题会变得更糟,在这种情况下称为昏迷。

例如,光学系统通常可以通过使用不同透镜的适当组合来校正散光。

散光是光学镜片的缺陷

如上一节所述,散光是出于几何原因,即使是完美的球面镜和透镜也是如此。

如果透镜或反射镜在垂直和水平方向上具有不同的曲率,即使是正常入射也会导致类似的问题。 这在许多人眼中是一种屈光不正;相当一部分人口或多或少地遭受了这个问题的困扰。 这个问题可以用垂直和水平方向之间的屈光度功率差异来量化。 请注意,眼睛的散光可能更加复杂;例如,可能存在斜散光,改变水平和垂直子午线的方向,甚至不规则散光。

人眼的散光可以用合适的处方眼镜补偿,也可以用屈光眼科手术补救(见关于医用激光的文章)。

一个极端的情况是圆柱透镜或镜子,它故意只在一个方向上弯曲,在另一个方向上没有任何屈光度。

光束的散光

散光通常也被理解为光束的一种特性,例如,通过圆柱透镜传播的激光束。 在更简单的情况下,光束的散光意味着垂直和水平方向的焦点不一致。 例如,可以通过变形棱镜对,或柱面透镜或倾斜曲面镜来纠正该问题。

在激光技术中,人们通常可以分别和独立地考虑水平和垂直方向的光束演变。 这要求任何柱面透镜等的方向使其仅影响水平或垂直方向。

在其他更一般的情况下,例如旋转45°的柱面透镜,用数学描述情况变得更加复杂,但这在光学和激光技术中很少发生。

基础光学

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