Linseaberrasjoner

Linseaberrasjoner er avvik fra et ideelt bilde som oppstår i optiske linser når stråler ikke fokuseres perfekt på et enkelt bildeplan. De kan deles inn i kromatisk aberrasjon, som skyldes at forskjellige bølgelengder brytes ulikt, og geometriske (monokrome) aberrasjoner, som oppstår selv for en gitt bølgelengde på grunn av linsegeometri eller feil i konstruksjon.

De viktigste geometriske aberrasjonene er sfærisk aberrasjon, koma, astigmatisme og feltkurvatur. Sfærisk aberrasjon oppstår når lys fra kant og sentrum ikke fokuseres i samme punkt, særlig i raskere linser. Koma gir utstående, komalignende avbildninger for objekter utenfor sentrum. Astigmatisme får et punkt til å oppføre seg som ulike fokusplan i forskjellige retninger. Feltkurvatur gjør at bildet ikke er flatt på fokusplanet, slik at ulike deler av bildet trenger ulik fokusering. Distorsjon, eller forvrengning, endrer geometrien av detaljer over bildet, ofte synlig som buktende linjer ved kantene.

Chromatisk aberrasjon deles vanligvis inn i longitudinell (fokusendring med bølgelengde langs optisk akse) og lateral (forskjøvet bildeprofil over kantene). Løsninger inkluderer achromatiske linser som kombinerer glass med motsatt dispersjon, og apokromatiske konstruksjoner som korrigerer tre eller flere farger. Bruk av asfæriske overflater, spesielle glass, eller diffraktive elementer bidrar også til å redusere aberrasjoner. Justering av optisk stopp og nøye linseutforming i kombinasjon gir betydelig forbedring, spesielt i kamera- og teleskoplinser.

Historisk ble kromatisk aberrasjon tidlig observert og forstått av forskere som Newton; senere utviklet Abbe og andre achromater og apokromater for bredt spektrum. Moderne optikk bruker avansert design, presis fabrikasjon og digitale korrigeringer for å minimalisere linseaberrasjoner.