Аберрации - дефекты возникающие при построении изображений оптическими системами, которые снижают качество изображения, его информативность.
Аберрации стремятся минимизировать (оптимизировать) на этапе проектирования оптических систем, как правило за счет усложнения их конструкции. Но, тем не менее, тот или иной уровень
остаточных аберраций характерен для любой оптической системы как результат компромисса между уровнем
качества изображения и стоимостью оптики. Существуют критерии (
Релея, Марешаля, Штреля) оценки допустимости уровня аберраций, при котором их вред еще не существенен.
В базовом аберрационном анализе оперируют пятью монохроматическими аберрациями:
сферической,
комой,
астигматизмом,
кривизной изображения,
дисторсией и двумя хроматическими:
продольным и поперечным хроматизмом. Но есть аберрации и более высокого порядка. В реальной оптической системе все элементарные аберрации присутствуют одновременно и требуются специальные приемы, чтобы различить их и оценить вклад каждой из составляющей: при помощи
гартманограмм, решеток
Ронки, анализа
внефокалов и
интерферограмм.
Аберрации следует отличать от других дефектов оптического изображения:
дифракции, влияния
турбуленции атмосферы, тепловых потоков воздуха внутри оптической системы, дефектов приемника изображения и так далее. И напротив, плохая
фокусировка и
перспективные искажения, родственны аберрациям.
Аберрации выражают или в волновой мере (
волновая аберрация или дефект в длине оптического луча выраженный в числе или долях длин волн излучения), или в линейной (отклонение в пересечении лучом плоскости изображения -
поперечная аберрация или оси пучка -
продольная аберрация), или угловой (отклонение в угле выхода луча из оптической системы), или диоптрийной (отклонение в сходимости). Обычно эти представления нетрудно пересчитать из одного в другое.
Есть поучительная бесплатная программа
Aberrator для моделирования влияния аберраций на изображение. Она весьма несовершенна, но дает представление об аберрациях и их допустимом уровне. Ниже приведен пример ее работы.
