波像差

基於波動光學理論，在近軸區內的一個物點發出的球面波經過光學系統後仍然是一球面波(惠更斯原理），由於衍射現象的存在，一個物點的理想像是一個複雜的艾利斑。對於實際的光學系統，由於像差的存在，經光學系統形成的波面已不是球面，這種實際波面與理想波面的偏差成為波像差，簡稱波差。

The degree of departure from true sphericity,that is, the distance between the ideal reference sphere and the actual, distorted wavefront, measured along the radius of the reference sphere.

對於一般的光學系統，幾何像差可簡單直觀地評價光學系統質量，但對於高像質要求的光學系統如單反相機，必須進一步研究光波波面經光學系統後的變形情況，因此引入波像差的概念。

在投影光刻系統中，理想的投影物鏡是一個衍射受限成像系統，物面上的一個點發出的光線經過低通濾波後，完全匯聚到像面處的一個點上。在投影物鏡設計、製造使用過程中，有多種因素使得像面上匯聚光線的波前偏離了理想波前分佈，表現為相位的改變或傳播方向的變化，這種實際波前與理想波前的差值稱為波像差 ^[2]  ，如圖1所示。

波像差產生的原因是實際光學系統中存在像差，實際波面和理想波面就有了偏差。

實際波面和理想波面之間的光程差。與像方孔徑角之間有關，當幾何像差越大時波像差也越大。

波像差越小，系統的成像質量越好。根據瑞利（Rayleigh）判據，當光學系統的最大波像差小於1/4波長時，其成像是完善的。對顯微物鏡和望遠物鏡而言應滿足此設計要求。

《光學教程》，清華大學出版社，葉玉堂、饒建珍、肖峻等編著，P80

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