剖析非球面透镜“非球面透镜”此术语涵括任何不属于球面的物件，然而我们在此处使用该术语时是在具体谈论非球面透镜的子集，即具有曲率半径且其半径会按透镜中心呈现径向改变的旋转对称光学元件。非球面途径能够提高图像质量，减少所需的元件数量，同时降低光学设计的成本。...
非球面透镜如果在一个光学装置中必须考虑各种因素，如高图像质量、数值孔径或最大限度地节省空间，非球面是最佳选择。非球面透镜是旋转对称的光学器件，其曲率半径在径向上偏离透镜的中心。由于这种特殊的表面几何形状，与球面透镜相比，非球面可以显著提高光学系统的成像质量。它们不同的曲率半径导致了对球面的偏离（图2）。图2：球面与非球面相比的光学有效面积仔细观察镜头外围的平坦半径，就会发现与球面形状的偏差。...
布鲁克的软件既能通过设置Zernike系数生成三维曲面，也能从实际镜片的三维形貌数据中计算Zernike系数，并获得不同阶数拟合后的残差。软件可以设置多达36个系数。球面镜通常存在球差等光学误差，会降低成像质量。为了提高成像质量，可以通过复杂设计的透镜组降低误差。然而现在更常用的是通过非球面设计来消除或降低这些误差。非球面的曲率半径处处变化，无法用单一的数值表示。因此需要获得表面整体信息再分析。...
了解透镜陡度对涂层性能的影响有助于光学系统设计者选择适合其应用的涂层。为什么非球面比其他镜片更陡峭？答案很简单：因为您可以在保持高性能的同时。透镜的f/#与其衍射极限光斑尺寸之间存在直接关系，这意味着如果透镜具有较小的f/#或较大的数值孔径，则理论上可以实现较小的聚焦光斑尺寸。然而，在实践中，降低f/#以提高衍射极限分辨率会引入更大的球面像差，这最终会降低分辨率。...
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