aberrationsfreien

Der Begriff aberrationsfrei beschreibt den Zustand, bei dem ein optisches System Abbildungsfehler praktisch vollständig eliminiert oder auf ein unvermeidbares Minimum reduziert ist. In der Praxis bedeutet dies, dass die erzeugte Abbildung so nahe wie möglich an die ideale Abbildung heranreicht, wobei Einschränkungen durch Wellenlänge und Durchmesser des Apertur-Systems berücksichtigt werden. Absolut fehlerfrei im mathematischen Sinn ist eine solche Abbildung jedoch theoretisch unmöglich; realistische Systeme streben daher eine diffraktionslimitierte Leistung an.

Typische Aberrationen, die in der Praxis vermieden oder korrigiert werden sollen, umfassen sphärische Aberration, Koma, Astigmatismus, Feldkrümmung, Verzeichnung und chromatische Aberration. Durch Mehrlinsenkonstruktionen, asphärische Oberflächen, spezielle Glasarten oder achromatische und apochromatische Korrektur, sowie durch adaptive Optik und postprozessuale Korrekturen lässt sich die Bildqualität deutlich verbessern und dem Zustand des Aberrationsfreien angenähert bringen.

Die Beurteilung von Aberrationsfreiheit erfolgt oft durch Messungen der Wellenfront, des Punktaufweises (PSF) oder der Modulationsübertragungsfunktion (MTF). Ein häufig genutztes Ziel ist das Strehl-Verhältnis nahe 1, was eine nahezu diffraktionslimitierte Abbildung kennzeichnet. Off-axis-Positionen, Breitband- oder stark divergierende Wellenlängenbereiche belasten die Aberrationsfreiheit stärker und erfordern zusätzliche Korrekturen.

Anwendungsbereiche, in denen aberrationsfreie oder nahezu aberrationsfreie Systeme erstrebt werden, umfassen Fern- und Nahoptik (Teleskope, Mikroskope), Lithografie, Laserforschung und hochwertige Kamerasysteme. Realistische Formulierungen sprechen meist von “diffraktionslimited” statt völliger Abwesenheit aller Aberrationen.