彗差

由位於主軸外的某一軸外物點，向光學系統發出的單色圓錐形光束，經該光學系統折射後，若在理想平面處不能結成清晰點，而是結成拖着明亮尾巴的彗星形光斑，則此光學系統的成像誤差稱為彗差。

簡而言之，彗差是軸外物點發出寬光束通過光學系統後，並不會聚一點，相對於主光線而是呈彗星狀圖形的一種失對稱的像差。

距離主光線像點越遠，形成的圓斑直徑越大。

這些圓斑相互疊加的結果就形成了帶有彗星形狀的光斑。

光斑的頭部（尖端）較亮，至尾部亮度逐漸減弱，稱為彗星像差，簡稱彗差。 ^[1] 

（1）子午彗差

子午彗差指對子午光線度量的彗差。

子午光線對交點離開主光線的垂直距離

用來表示此光線對交點偏離主光線的程度。

（2）弧矢彗差

弧矢彗差指對弧矢光線度量的彗差。

弧矢光線對交點離開主光線的垂直距離

用來表示此光線對交點偏離主光線的程度。

彗差的形狀有兩種：

（1）彗星像斑的尖端指向視場中心的稱為正彗差；

（2）彗星像斑的尖端指向視場邊緣的稱為負彗差；

由於彗差沒有對稱軸只能垂直度量，所以它是垂軸像差的一種。 ^[2] 

（1）像的清晰度，使成像的質量降低；

（2）彗差對於大孔徑系統和望遠系統影響較大；

（3）彗差的大小與光束寬度、物體的大小、光闌位置、光組內部結構（折射率、曲率、孔徑）有關；

（4）對於某些小視場大孔徑的系統（如顯微鏡），常用“正弦差”來描述小視場的彗差特性；

（5）正弦差等於彗差與像高的比值，用符號

表示：

由於發光物點不在光學系統的光軸上，它所發出的光束與光軸有一傾斜角。該光束經透鏡折射後，其子午細光束與弧矢細光束的匯聚點不在一個點上。即光束不能聚焦於一點，成像不清晰，故產生像散。

像散也是影響清晰度的軸外點單色像差。當視場很大時，邊緣上的物點離光軸遠，光束傾斜大，經光學系統後則引起像散。像散使原來的物點在成像後變成兩個分離並且相互垂直的短線，在理想像平面上綜合後，形成一個橢圓形的斑點。像散是通過複雜的透鏡組合來消除。

從原理上來説，簡而言之，就是子午像點和弧矢像點不重合。造成不同軸向位置成像不同。像散與光學系統的僅與視場有關。視場越大，像散現象越明顯。若是發光點在齊明點或是球心位置，無像散。

場曲又稱“像場彎曲”。當透鏡存在場曲時，整個光束的交點不與理想像點重合，雖然在每個特定點都能得到清晰的像點，但整個像平面則是一個曲面。這樣在鏡檢時不能同時看清整個像面，給觀察和照相造成困難。

球差是由於電磁透鏡中心區域和邊緣區域對電磁波會聚能力不同而造成的。遠軸電磁波通過透鏡時被折射得比近軸電磁波要厲害得多，因而由同一物點散射的電磁波經過透鏡後不交在一點上，而是在透鏡相平面上變成了一個漫射圓斑。球差是限制透鏡分辨本領最主要的因素。 ^[3]