波前像差即是由實際波前和理想的無偏差狀態的波前之間的偏差來定義。
基本介紹
- 中文名：波前像差
- 外文名：Wavefront aberration
- 所屬學科：物理學
- 主要用途：研究人眼空間視力的單色像差效果
- 測量方法：客觀式測量方法和主觀式測量方法
- 定義：實際波前和無偏差波前的偏差
定義,分類,測量法,用途,
定義
光線是一個行進的電磁波，波前是光波的連續性的同相表面， 因此，波前是一個面而不是一條線。在沒有像差時，進入人眼的波前可以很好的在視網膜上會聚成一個焦點，波前像差即是由實際波前和理想的無偏差狀態的波前之間的偏差來定義。 人眼存在的像差有低階像差和高階像差。低階像差包括近視、遠視、散光；高階像差包括球差、彗差、不規則散光等。
分類
1．傳統光學
（1）單色像差：由單色光成像時產生的像差，包括球差、彗差、像散、像場彎曲與畸變。其中球差和彗差發生於對軸上和靠近軸的點狀粗光束成像的光學系統中，稱軸上像差；像散、像場彎曲和畸變發生於遠離光軸的物體成像的光學系統中，稱軸外像差。
（2）色像差：多色光（即由不同波長的光構成複合光）成像時，由於介質折射率隨光的不同波長而改變所引起的像差。
2．現代概念
近年來，隨著技術的發展，不僅可以測量一些經典的像差，如球差、彗差等，還可以再現一些非常規的更高階像差。
（1）低階像差（10w order aberration）：指第1、2階像差。概括地說，是指離焦、散光等傳統屈光問題。第1階像差是指x、Y軸的傾斜。第2階像差包括離焦和0°與45°方向的散光三方面內容。
（2）高階像差（high order aberration）：第3階及其以上像差。指不規則散光等屈光系統存在的其他光學缺陷。高階像差的每一階各包括許多項，每一項代表不同的內容。例如：高階像差第三階包括彗差、三葉草樣散光等4項內容。第4階不僅包括球差，還涉及更多項不規則散光等內容。越高階，像差內容越複雜。一些研究顯示，不同像差內容對人眼視覺功能影響不相同，但有些項的真正光學含義與視覺功能之問的關係尚需進一步研究探討。
測量法
自1961年Smirnov等首次套用主覺檢測技術測量出人眼像差以來，特別是在過去的十年測量技術有較大的突破後，出現了許多種類的像差測量儀。目前，均是套用光線追蹤原理（ray-tracing），基本分客觀式測量方法和主觀式測量方法（心理物理學方法）兩大類。
1．客觀式測量法
通過貫穿入瞳的列陣光線斜率的整合重現像差。
（1）以Hartman—Shack原理為基礎的出射型光學像差儀：通過測量聚焦於系列鏡片光線上每點離焦程度顯示像差。
（2）Tscherning原理為代表的入射型光學像差儀：套用視網膜格柵照相術，將視網膜每點成像與理想成像的位移予以記錄並計算。
（3）光學路徑差異型（optical path difference，OPD）：將出瞳處任一點（x，y）的光線長度與瞳孑L中心的光線長度比較。通過測量光學路徑長度的差異計算出像差。
2．主觀式測量法
（1）設計原理是假設眼睛處於衍射的極限並聚焦於無限遠之點光源處，光線通過瞳孔的不同區域進入眼內。如無像差存在，應聚焦於視網膜同一點。通過測量光線在瞳孔的位移而計算出該點的像差。
（2）基本結構包括測試通路、瞳孑L監視通路、固視通路及屈光控制通路。該方法無須散瞳，準確性好，不受輕度屈光間質混濁的干擾，但需要被檢者的合作。
