軸對稱光學系統的三階光線像差之研究

Translated title of the thesis: The Study of the Third-order Ray Aberrations for an Axis-symmetrical Optical System
  • 鄭 子暘

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

賽德像差多項式是以物高和入射光瞳的極座標為冪級數展開而來,其中入光瞳的極座標又會是光源入射角度的函數,雖然使用光源入射角度比起使用光瞳的極座標,對於光線的描述更為複雜,但能更直覺且真實呈現入射光角度和光線像差之間的關係,因此本論文推導另一種形式的像差多項式,使用物高和光源入射角度作為獨立變數,對像差函數進行泰勒級數展開,再利用光線在旋轉對稱光學系統傳播的對稱性質,將展開式進行簡化,並與賽德像差多項式作對應,即可推得賽德像差多項式的系數表示式。接著使用此理論配合本研究室的數值計算軟體,以Petzval透鏡為範例,計算出賽德像差多項式係數和像差值,並與光學軟體Zemax模擬得到的像差值作比較,來驗證本論文所提出理論的正確性。 光學軟體中,賽德係數是由幾何光學的方式推導而來,過程中使用多次的近軸近似,然而賽德像差是三階的像差,因此使用一階的方式推導顯得不夠合理,本論文使用純數學的方式推導出賽德像差多項式係數,以光線的三階微分表示,並使用本研究室數值計算軟體計算出實際數值,來得到更加準確的三階像差值。
Date of Award2018 Aug 2
Original languageChinese
SupervisorPsang-Dain Lin (Supervisor)

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