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  • 商品名称: 球差

 



 

您可以用一个理想透镜,对经过准直处理的同轴光线进行聚焦。所有通过乐天堂元件轴心的光线将形成一个光斑,光斑的尺寸是由“教程:光斑大小. ”中的衍射公式决定的。不过,许多透镜都会受到球差的影响。球差带来的后果是,与那些穿过透镜中央的光线相比,那些穿过透镜边缘的光线与光轴的交点离透镜更近,如左图所示。球差会使光斑的尺寸增大,并将最佳聚焦点移到与计算出的有效焦距不同的位置上。

球差是一个与多种因素有关的函数,这些因素包括透镜形状、朝向和折射率。例如,如要使冕玻璃透镜聚焦的可见光光斑最小,那么最好采用双凸透镜的形状。反之,如果是硒化锌透镜用在10.6µm波长,那么最好将其设计为凹凸透镜来尽量减小光斑尺寸。

在特定环境下的实际光斑大小是由光线的轨迹决定的;不过,您可以利用公式,估算出在使用最佳形状的透镜时,由球差带来的光斑大小,即:

其中:

  • f 为透镜的焦距
  • D为输入光束在透镜处的直径
    (在 1/e2 点处)
  • k 是一个折射率函数

上述公式最值得注意的一点是,球差带来的光斑大小与光束直径的立方成正比,而与焦距的平方成反比。因此,对于某个特定透镜,如果激光光束直径减小,由于球差的关系,光斑会迅速变小。类似地,对于某个特定光束直径,如果焦距增大,则球差带来的光斑会相应减小。对于所有在列的材料而言,用它们制成的凹凸透镜,其 k 值远远小于制成的平凸透镜的 k值。因此,当球差较大时,凹凸透镜的性能优于平凸透镜。

下表中列出的是多种材料在使用波长为 10.6µm 的光线照射时得出的 k值:

 球差

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