整篇文章一個公式都不寫了，我們就只看圖說話吧~

什么是像差？

實際光學系統與理想光學系統之間存在很大的差異，即物空間的一個物點發出的光經實際光學系統后，不再成一理想像點，而是一個彌散斑，兩者之間的差異稱為像差。

打個比方：

在實際光通信系統中，完全消除碼間串擾和噪聲是十分困難的，但是從眼圖上可以觀察出其影響，體現數字信號整體的特征，進而估計系統優劣程度，眼圖分析就好比像差理論。

眼圖分析是光通信系統信號完整性分析的核心，而像差理論則是光學系統成像質量分析的核心。

像差分為兩大類：幾何光學像差和物理光學像差。

為什么像差要分幾何光學像差和物理光學像差呢？

因為光有波粒二象性。

怎么解釋光的波粒二象性呢？

好比一個人爬山，遠看呢，他是直線方式往上爬，這種直線方式就是光的粒子性，所有才有了高中物理中的“光是沿著直線傳播”的理論；

近看呢，他是曲線方式往上爬，這種曲線方式就是光的波動性，所有才有了光的衍射現象；

所以，研究光的粒子性，就有了幾何光學；研究光的波動性，就有了物理光學，對應的，像差也分幾何光學像差和物理光學像差。

波粒二象性，看似對立，實則統一，就像曲線也是直線，直線就是曲線，怎么理解呢？微積分的思路就是曲線是由無數小的直線組成的，而直線則是曲率半徑無窮大的直線。

再打個比方，水是此起彼伏震蕩著前行的，從這個角度看，水是波動的，而常言“一江春水向東流”，這個宏觀角度看，水的流動又是直線的，最終匯入大海。

這個道理跟《周易》所講的“無平不坡”是一個意思，正所謂道法自然，很多看似高深的科學現象，用大自然的規律類比，很容易就能理解了。

言歸正傳，評判幾何光學像差和物理光學像差都有那些指標呢？分別怎么理解呢？

幾何光學像差主要有七種

物理光學像差：波象差(實際波面與理想球面波的偏差)。

幾何光學像差（將光分解為一根根的直線，計算各直線之間的關系來度量像差）

1.球差：

由主軸上某一物點向光學系統發出的單色圓錐形光束，經該光學系列折射后，若原光束不同孔徑角的各光線，不能交于主軸上的同一位置，以致在主軸上的理想像平面處，形成一彌散光斑（俗稱模糊圈），則此光學系統的成像誤差稱為球差。

2.慧差：由位于主軸外的某一軸外物點，若在理想像平面處不能結成清晰點，而是結成拖著明亮尾巴的慧星形光斑，則此光學系統的成像誤差稱為慧差。

3.場曲：最佳像面為一曲面。

4.像散：沿著光軸方向，相互垂直的兩個方向成像的像點的距離；

5.畸變：成像變形，源于邊緣各光線成像高度不同。

6.&7.色差：由白色物點向光學系統發出一束白光，經該光學系列折射后，組成該束白光的紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各色光，不能會聚于同一點，即白色物點不能結成白色像點，而結成一彩色像斑的成像誤差，稱為色差；

波像差：

實際波面對理想波面的偏離（將光的傳播看成一個整體移動的光波即波動性，用兩個波面的光程差來定義）；

瑞利判斷認為，當光學系統的最大波像差小于¼波長時，其成像是完善的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的光学像差理论的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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