Сферическая Аберрация

Сферическая Аберрация, один из типов аберраций оптических систем, проявляется в несовпадении фокусов для лучей света, проходящих через осесимметрическую оптическую систему (линзу, объектив) на разных расстояниях от оптической оси этой системы (рис.). Фокус параксиального пучка лучей, который проходит через центр, зону системы h₀h₁, располагается в гауссовой плоскости Oh; фокусы пучков лучей, проходящих через другие кольцевые зоны (h₁h₂, h₂h₃ и т. д.), находятся ближе гауссовой плоскости для собирающих (положительных) систем и дальше для рассеивающих (отрицательных) систем. Вследствие сферической аберрации изображение, даваемое параллельным пучком лучей, будет на экране, перпендикулярном оси в точке О, иметь вид не точки, а кружка с ярким ядром и ослабевающим по яркости ореолом.

Сферическая аберрация положительной (собирающей) линзы.

При перемещении экрана вдоль оптической оси размеры этого кружка рассеяния и распределение в нем освещенности меняются. Для некоторого положения экрана кружок рассеяния имеет минимальные размеры (примерно в 4 раза меньше, чем в гауссовой плоскости). Различают продольную и поперечную сферическую аберрацию. Первая измеряется длиной отрезка Oδs', отсчитанной от гауссовой плоскости до фокуса лучей, прошедших через крайнюю зону оптической системы (h₄h₅ на рис.); поперечная сферическая аберрация - радиусом кружка рассеяния Oδs' в гауссовой плоскости, определяемым лучами, идущими от крайней зоны h₄h₅. Т.к. для собирающих линз Oδs' < 0, а для рассеивающих Oδs'>0, то специальным подбором линз в оптической системе можно почти полностью устранить сферическую аберрацию. У одиночных линз со сферическими поверхностями сферическую аберрацию можно уменьшить, выбирая оптимальное соотношение радиусов кривизны этих поверхностей. При преломления показателе материала линзы n = 1,5 сферическая аберрация минимальна, если отношение радиусов равно 1/6. Уменьшить сферическую аберрацию можно, используя оптические элементы с асферическими поверхностями (например, параболическими).