2.3 像差理論中抽象概念的直觀展示與理解

像差理論是幾何光學(xué)的難點(diǎn)，不僅由于其包含很多種類(lèi)的幾何像差概念，而且其中存在一些較抽象的比較難以理解的概念，比如討論有關(guān)軸外光束成像時(shí)涉及到“子午平面”“弧矢平面”和“物空間中軸外光線對(duì)關(guān)于主光線對(duì)稱(chēng)的對(duì)稱(chēng)性在像空間被打破了”等。但是，作為光學(xué)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，像差理論的學(xué)習(xí)又是至關(guān)重要的。所以，利用 Zemax 軟件的虛擬仿真可以通過(guò)圖形的直觀展示使得一些相關(guān)概念的圖像化，便于學(xué)生更深入的理解。

如圖 4 所示，在分析軸外光束成像時(shí)，根據(jù)“子午平面”與“弧矢平面”及其平面內(nèi)的光束分別為“子午光束”和“弧矢光束”的概念，利用 Zemax 軟件仿真出軸外光束通過(guò)正透鏡傳播時(shí)的光路圖，就可以直觀地展示出相應(yīng)的概念，使學(xué)生形象地了解相關(guān)的基本知識(shí)。圖 4（a）是同時(shí)顯示了當(dāng)物面的軸外點(diǎn)發(fā)出子午光束和弧矢光束入射時(shí)，經(jīng)一個(gè)正透鏡透射后的光線傳播情況，圖 4（b）和圖 4（c）分別顯示了子午光束和弧矢光束的單獨(dú)傳播情況，而且軟件還具有調(diào)節(jié)圖形不同的觀察方向，使學(xué)生可以從不同的角度去生動(dòng)直觀地觀察與理解。