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Comment éliminer efficacement l'aberration sphérique dans la conception du système optique

L'aberration sphérique est causée par une sphère sur la surface de la lentille. La lumière émise par le même point sur l'axe optique converge à travers la lentille à différents points de l'espace du champ de l'image, ainsi la position de l'image est déplacée. C'est une aberration inévitable pour tous les objectifs qui utilisent des lentilles asphériques . Sa production est causée par la différence de l'angle d'incidence entre l'axe et l'angle de la lentille.

Lorsque la lumière parallèle est passée par le bord du miroir (lumière de l'axe lointain), sa position de mise au point est plus proche de l'objectif; Le centre de la lentille, qui traverse le centre de la lentille (près de la lumière de l'axe), est loin du point focal de la lentille (la quantité de lumière qui va le long de l'axe optique, appelée aberration sphérique longitudinale).

A cause de cette aberration, le point (Halo) généré par la lumière passant à travers le bord de la lentille est formé autour de l'image de la lumière paraxiale passant à travers la partie centrale de la lentille, cela donne l'impression que l'image est floue, et l'image entière est couverte d'une couche de gaze, et devient une image grise sans netteté fraîche.

L'aberration sphérique est plus évidente lorsque l'ouverture de l'objectif est ouverte ou proche de l'ouverture totale, et plus l'objectif est grand, plus la tendance est évidente.

Dans l'utilisation de la lentille, l'aberration sphérique peut être correctement éliminée en réduisant l'ouverture.

Cependant, il est important de noter que si l'aberration de l'image est trop importante, il peut être possible de déplacer le plan focal (la mise au point) en réduisant l'aberration de l'ouverture.

Il est très difficile de corriger l'aberration sphérique de la lentille sphérique. Il est généralement basé sur la lumière d'une entrée (la distance de l'axe optique), puis les deux lentilles convexes et concaves sont utilisés pour compléter la bonne combinaison. Cependant, tant que la lentille sphérique est utilisée, un certain degré d'aberration sphérique ne peut pas être significativement amélioré.

Afin d'éliminer complètement l'aberration sphérique de la lentille pleine grandeur, il n'y a pas d'alternative à l'utilisation de lentilles asphériques. L'effet de la lentille asphérique est de modifier la courbure de la surface de la lentille pour qu'elle coïncide avec la position focale de la lumière proche de l'axe et de l'axe lointain.

Il y a trois façons principales de fabriquer des lentilles asphériques:

1. Meulage lentilles asphériques: broyage directement sur l'ensemble du verre, le processus de fabrication coûte relativement élevé;

2. Lentilles asphériques moulées: la technologie de coulée de métal est utilisée pour supprimer directement le verre optique fondu / la résine optique. Ce processus de fabrication coûte relativement peu;

3. Lentilles asphériques composites: une couche spéciale de résine optique est recouverte à la surface de la lentille de verre, qui est rectifiée sur une surface sphérique, puis la résine optique est rectifiée sur une surface asphérique. Le coût de ce processus de fabrication est entre les deux processus ci-dessus.

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