望远物镜像差公差标准与优化设计

望远物镜的像差公差一般用波像差来衡量。实验证明，当光学系统的波像差小于1/4波长时，所成的像和没有像差的理想像几乎没有差别。长期以来，把波像差小于1/4波长作为制定望远物镜像差公差的标准。为使用方便，这里直接给出波像差为1/4波长时所对应的各种几何像差的公差。

（1）球差。大孔径望远物镜存在高级球差，所以球差的公差由两部分构成，即全孔径边缘轴向球差δL_m′和剩余轴向球差δL′。球差的公差为

图3-111 大孔径望远物镜例1表3-45结构的像散、场曲和畸变曲线

图3-110 大孔径望远物镜例1校正了色球差后的横向像差曲线

式中，λ是d光波长；n′和u_m′分别是像方折射率和像方最大孔径角。

从图3-109所示的像差曲线上看，优化后镜头的球差远在公差范围内，合乎要求。

（2）位置色差、色球差和二级光谱。由于不同波长（色光）的球差一般不同，所以光学系统中存在色球差。一般要求在0.707孔径处的位置色差为(www.xing528.com)

从图3-109所示的像差曲线上看，优化后镜头的位置色差远在公差范围内，合乎要求。色球差的公差要求为

从图3-109所示的像差曲线上看，优化后镜头的色球差远在公差范围内，合乎要求。二级光谱色差的公差要求为

从图3-109所示的像差曲线上看，现在尚有约0.05mm的二级光谱。显然已经超差，但是二级光谱的校正往往需要特殊材料，所以一般系统都不去消除，认为二级光谱为时还是比较好的。

（3）正弦差。在小视场望远物镜的像质评价中，往往采用正弦差OSC′来评价轴外点的彗差，要求物镜的OSC′≤0.0025为宜，现正弦差OSC′为零，合乎要求。

所以这个望远物镜的像差已在公差范围内，优化设计暂时告一段落。