如何衡量波形差？

现在来讨论这样一个问题：共轴球面折射系统理想成像时，像是平面像还是球面像呢？如果光学系统能够理想成像的话，则其各种几何像差均为零，由同一个物点发出的光线经过共轴折射球面系统后，应该聚焦于一个点，该点就是理想的像点。又根据光线和波面之间的关系（光线是波面的法线，波面是垂直于所有光线的包络曲面），因此理想成像时像面应该是一个以理想像点为中心的标准球面，而不是平面。

如果光学系统存在几何像差的话，其对应的实际波面也不再是标准球面，而是一个无规则形状的曲面，如图3-1 所示。通常把实际波面和理想波面之间的光程差作为衡量该光学系统成像质量的指标，称为波像差。

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图3-1　典型光学系统的出射波面图

瑞利标准是，实际波面与参考球面波之间的最大像差W 不超过，此波面可看作是无缺陷的，称为瑞利标准，这是长期以来评价高质量光学系统的一个经验标准。不同颜色光的波面之间的光程差，常称为波色差，用符号Wc 表示。

瑞利标准是一种较为严格的像质评价方法，主要适合于小像差的光学系统。其美中不足在于只考虑波像差的最大允许公差，而没有考虑缺陷部分在整个波面面积中所占的比重。例如，透镜中的小气泡或表面划痕等可能在某一局部引起较大的波像差，如按照瑞利标准，这是不合格的，但在实际的成像过程中，这种局部的极小区域的缺陷对光学系统的成像质量并无显著的影响。