Сферическая аберрация

Сфери́ческая аберрация

Один из типов аберраций оптических систем (См. Аберрации оптических систем); проявляется в несовпадении Фокусов для лучей света, проходящих через осе-симметрическую оптическую систему (линзу (См. Линза), Объектив) на разных расстояниях от оптической оси (См. Оптическая ось) этой системы (рис.). Фокус параксиального пучка лучей (См. Параксиальный пучок лучей), который проходит через центральную 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 С. а. 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. При перемещении экрана вдоль оптической оси размеры этого кружка рассеяния и распределение в нём освещённости (См. Освещённость) меняются. Для некоторого положения экрана кружок рассеяния имеет минимальные размеры (примерно в 4 раза меньше, чем в гауссовой плоскости). Различают продольную и поперечную С. а. Первая измеряется длиной отрезка Оδs’ отсчитанной от гауссовой плоскости до фокуса лучей, прошедших через крайнюю зону оптической системы (h4h5 на рис.); поперечная С. а. — радиусом кружка рассеяния Oδz' в гауссовой плоскости, определяемым лучами, идущими от крайней зоны h4h5 Так как для собирающих линз Oδs' < 0, а для рассеивающих Oδs' > 0, то специальным подбором линз в оптической системе можно почти полностью устранить С. а. У одиночных линз со сферическими поверхностями С. а. можно уменьшить, выбирая оптимальное соотношение радиусов кривизны этих поверхностей. При преломления показателе (См. Преломления показатель) материала линзы n = 1,5 С. а. минимальна, если отношение радиусов равно ⅙. Уменьшить С. а. можно, используя оптические элементы с асферическими поверхностями (например, параболическими).

Лит.: Тудоровскиq А. Н., Теория оптических приборов, ч. 1, М.— Л., 1948; Русинов М. М., Техническая оптика, М.—Л., 1961; Волосов Д. С., Фотографическая оптика, М., 1971.

Л. Н. Капорский.

Сферическая аберрация положительной (собирающей) линзы.