[광학현미경] coma 수차, 상면만곡

Coma 수차

렌즈의 가장 기본적인 결상이론은 렌즈를 통과하는 빛이 근축광선일 경우에만 해당된다는 가정하에서 생겨났다.

근축광선이란 렌즈의 광축과 가까우면서 평행한 광선을 의미한다.

이런 광선은 렌즈 표면의 법선과 거의 동일한 각도로 입사를 하기 때문에 입사각 가 0에 근접하게 된다.

이 경우 sin=로 근사할 수 있게되어 굴절법칙인 n1sin1=n2sin2라는 식이 n11=n22라는 식으로 단순하게 바뀐다.

하지만 이런 단순화 과정은 sin=라는 가정이 맞는 근축광선의 경우에만 들어맞게 되고 그 외의 과정에서는 들어맞지가 않아 이상적인 렌즈와 실제 렌즈 사이에 차이가 생긴다.

지금 설명할 수차는 이러한 5가지의 수차중 3번째 수차로 코마 수차라고 불린다.

이미 앞서 설명을 드렸듯이 이상적인 렌즈는 광축에 가깝고 광축과 평행한 근축광선을 가정합니다.

구면수차는 이러한 가정 중 광축과 가깝다는 가정을 위배해서 생기는 수차이고, 코마수차는 광축에 평행하다는 가정을 위배해서 생기는 수차입니다.

즉 코마 수차는 광축에 평행하지 않는 빛이 들어올 경우 생기는 수차입니다.
위의 그림과 같이 광축에 라는 일정한 각도를 가지고 입사하는 빛은 한점에 결상하지 못하고 결상 위치가 y축을 따라 퍼지는 현상이 생기게 됩니다.

이러한 결상 이미지의 퍼짐이 꼭 혜성을 닮았다고 해서 영어의 comet(혜성)에서 따온 Coma수차라는 이름이 붙게 되었습니다.

뉴튼식 망원경에서의 코마수차를 나타내는 스팟다이어그램 결과입니다.
코마의 양을 비교하기 위해 몇가지 시스템으로 나누어 출력해 보았습니다.
초점면 축상에서 0.5인치 떨어진 곳에 맺히는 상의 모습니다.

....

[hwp/pdf][광학현미경] coma 수차, 상면만곡