一、七大像差讲解
1. 球差（Spherical Aberration）
定义：球差是指轴上物点发出的光束通过球面透镜时，透镜不同孔径区域的光束最后汇集在光轴的不同位置，在像面上形成圆形弥散斑。
特性：是轴上旋转对称的像差，与镜面直径的四次方成正比，与焦长的三次方成反比。
影响：使成像质量降低，特别是在低焦比（如f/10以下）的镜子中更为明显。
2. 彗差（Coma Aberration）
定义：彗差是轴外物点所发出的锥形光束通过光学系统成像后，在理想像面不能形成完美的像点，而是形成拖着尾巴的如彗星形状的光斑。
特性：只存在于轴外视场，是非旋转对称的像差。
影响：使图像外边缘像素拉伸变得模糊，对大孔径系统和望远系统影响较大。
3. 像散（Astigmatism）
定义：像散是由于轴外物点发出的光束与光轴有一倾斜角，该光束经透镜折射后，其子午细光束与弧矢细光束的汇聚点不在一个点上。
特性：表现为子午方向和弧矢方向光斑聚焦的不一致性。
影响：使成像不清晰，影响成像质量。
4. 场曲（Field Curvature）
定义：场曲是指平面物体通过透镜系统后，所有平面物点聚焦后的像面不与理想平面重合，而是呈现为一个弯曲的像面。
特性：中心离镜头近，周边离镜头远，导致影像的清晰度从中央向外发生变化。
影响：影响整个像面的清晰度。
5. 畸变（Distortion）
定义：畸变是指物体通过镜头成像时，实际像面与理想像面间产生的形变。
特性：分为正畸变（枕形畸变）和负畸变（桶形畸变）。
影响：使物体的像产生形变，但不影响像质的清晰度。
6. 轴向色差（Longitudinal Chromatic Aberration）
定义：轴向色差是指不同波长的光束通过透镜后焦点位于沿轴的不同位置。
特性：与球差的形成原因相似，故也称其为球色差。
影响：使成像产生色斑，影响成像质量。
7. 垂轴色差（Lateral Chromatic Aberration）
定义：垂轴色差是指轴外视场不同波长光束通过透镜聚焦后在像面上高度各不相同。
特性：每个波长成像后的放大率不同，故称为倍率色差。
影响：使成像产生颜色分离，影响成像质量。
《1/7——球差（Spherical Aberration）》
《2/7——彗差（Coma Aberration）》
《3/7——像散（Astigmatism）》
《4/7——场曲（Field Curvature）》
《5/7——畸变（Distortion）》
《6/7——轴向色差（Longitudinal Chromatic Aberration）/位置色差/球色差/色球差/CAF2》
《7/7——垂轴色差（Lateral Chromatic Aberration）/倍率色差》
二、优化方法
1. 球差的优化
凹凸透镜补偿法：凸透镜提供正球差，凹透镜提供负球差，通过组合使用可以相互补偿。
非球面镜：使用非球面镜可以有效消除球差。
2. 彗差的优化
调整视场光阑位置：通过调整光阑与镜头的相对位置来优化 彗差大小。
使用对称光学系统：如库克三片物镜、双高斯照相物镜等，将光阑置于镜头组中间使光阑两边对称。
3. 像散的优化
调节视场光阑位置：通常光视场光阑远离镜头组时像散会减小。
使用对称结构：如前述慧差优化方法中的对称光学系统，可以同时校正像散。
4. 场曲的优化
优化视场光阑位置：通过优化视场光阑的位置来减小场曲。
使用对称结构：如前述方法，可以有效减小场曲。
5. 畸变的优化
设置畸变目标值：在ZEMAX中可以通过设置DIMX和DISG操作数来控制畸变的大小。
优化镜组结构：通过优化镜组的结构和参数来减小畸变。
6. 色差的优化
使用低色散材料：选择具有低色散系数的透镜材料来减小色差。
使用消色差透镜组合：如消色差双胶合透镜等，通过组合不同折射率的透镜来消除色差