분야
hwpTheory
1) Spherical Aberration
2) Coma Aberration
3) Astigmatism
4) Field Curvature
5) Pincushion Distortion
6) Chromatic Aberration
Equipment
Procedure
1) Spherical Aberration
2) Coma Aberration
3) Astigmatism
4) Field Curvature
5) Pincushion Distortion
6) Chromatic Aberration
Reference
이상적인 렌즈에서는 한 물점에서 나간 광선들이라면 초점면에서 하나의 점으로 정확하게 맺혀야 한다. 하지만, 우리가 사용하는 렌즈들은 곡률 등의 특성을 가진 렌즈이므로 렌즈를 통과할 때 초점면에서 상점이 달라지게 되고 따라서 이로 인해 수차가 생기게 된다. 여러 가지 실험을 통해 렌즈에서 일어나는 수차들의 종류와 특성을 이해해보자.
2. Theory
1) 구면수차
Figure 4-1 Image of Spherical Aberration
광학에서, 구면수차는 빛이 렌즈의 가장자리를 지나거나 거울의 가장자리에서 반사할 때, 빛이 중앙을 지날 때에 비해 더 많이 굴절되거나 반사되는 정도가 달라지는 데서 오는 차이로 인해 생기는 이미지의 결함을 일컫는다.(Figure 4-1에서의 이미지 참조) 만약 구형렌즈의 경우에는 반지름에서만 구면수차가 생기지 않을 것이며 이 지점은 렌즈 내부에 존재한다. 이것은 주로 망원경이나 기타 광학기계에서 상의 결점을 만들어 내게 된다. 이것은 생각보다 중요하며, 구형의 모양인 경우, 이러한 현상이 덜하므로, 대부분의 렌즈는 구형의 모양으로 만들어 지게 된다. Positive Spherical aberration은 빛이 지나치게 굽어진 것을 의미하며 Negative Spherical Aberration은 빛이 충분히 굽지 않은 것을 의미한다. 이 효과는 구경의 네 배에 비례하며, 초점거리의 세 배에 반비례한다.
Figure 4-2 Spherical Aberration
렌즈의 광축근처를 통과하게 되는 광선들은 이상적인 상점을 결정하게 되며, 이들을 다루는 광학을 일컬어 가우스광학(Gauss Optics)라고 한다. 이때, 렌즈 방정식은 Eq 4-1을 만족한다.
[2] Java Optics : www.ub.edu/javaoptics/index-en.html
[3] Wikipedia : interference
Laser
Refraction index
[4] Optics : An introduction for Technicians and Technologists
