成像系統的主要功能是盡可(kě)能多(duō)地收集從每個(gè)物體(tǐ)點發出的光，并使這些(xiē)光錐再次彙聚到像面，從而使每個(gè)物體(tǐ)點被統一映射到其在像面上(shàng)的對應物。這類系統的性能通(tōng)常是根據物點和(hé)像點之間(jiān)的對應關系維持得(de)如何來(lái)判斷的，衆所周知的理(lǐ)論限制(zhì)是由衍射現象造成的：即使在一個(gè)光學系統中，根據幾何光學定律，将來(lái)自一個(gè)物點的所有(yǒu)光線準确地映射到一個(gè)單一的、數(shù)學上(shàng)的像點，衍射也會(huì)導緻該像點被抹成一個(gè)小(xiǎo)的、但(dàn)尺寸有(yǒu)限的斑點。這種衍射受限的情況是成像系統設計(jì)的典型目标，衍射受限的領域有(yǒu)一個(gè)球形波面。與球形波面的幾何偏差被稱為(wèi) "像差"，并使用不同的多(duō)項式基數(shù)來(lái)描述，以幫助量化其強度和(hé)形狀。畸變的存在會(huì)增加圖像點的塗抹，從而降低(dī)成像系統的質量。
通(tōng)過快速的物理(lǐ)光學軟件VirtualLab Fusion可(kě)以很(hěn)好地研究像差效應。在本周的通(tōng)訊中，我們選擇了兩個(gè)與像差有(yǒu)關的例子：第一個(gè)是典型的波前像差如何影(yǐng)響球面波的聚焦模式，第二個(gè)是高(gāo)功率激光二極管的散光如何影(yǐng)響焦點區(qū)域的性能。使用自由空(kōng)間(jiān)傳播場(chǎng)解算(suàn)器(qì)和(hé)局部平面界面近似法（LPIA），衍射、偏振和(hé)矢量這些(xiē)可(kě)能會(huì)降低(dī)圖像的質量的效應都可(kě)以包括在研究中，。
球形波在焦點的像差效應
示例性地選擇了幾種典型的波前像差，并且針對不同強度的像差來(lái)研究所産生(shēng)的焦點。
非球面透鏡背後的焦點研究
具有(yǒu)不對稱發散和(hé)散光的激光二極管首先被準直，然後被聚焦。詳細研究了焦域內(nèi)光場(chǎng)的演化過程。
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