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的難點，不僅由于其包含很多種類的幾何像差概念，而且其中存在一些較抽象的比較難以理解的概念，比如討論有關軸外光束成像時涉及到“子午平面”“弧矢平面”和“物空間中軸外光線對關于主光線對稱的對稱性在像空間被打破了”等。但是，作為光學設計的理論基礎，像差理論的學習又是至關重要的。所以，利用 Zemax 軟件的虛擬仿真可以通過圖形的直觀展示使得一些相關概念的圖像化，便于學生更深入的理解。

如圖 4 所示，在分析軸外光束成像時，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正透鏡傳播時的光路圖，就可以直觀地展示出相應的概念，使學生形象地了解相關的基本知識。圖 4（a）是同時顯示了當物面的軸外點發(fā)出子午光束和弧矢光束入射時，經(jīng)一個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，使學生可以從不同的角度去生動直觀地觀察與理解。