14.1　用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法

光学设计中最早用于评价像质的量化指标是几何像差。实际光学系统成像中，同一物点发出的同心光束，经系统后在像空间的出射光线，不再是聚交于理想像点的同心光束，而是具有复杂几何结构的像散光束，在像面上形成一弥散斑，使像变得模糊；同时，形成的像相对于物发生变形，上述成像缺陷即称为像差。用于描述像散光束位置、结构与理想像点同心光束位置、结构间的差异以及像与物形状偏离相似的几何参数称为几何像差。

实际光学系统只有在近轴区即当孔径和视场很小的情况下才具有理想成像的性质。因此，计算几何像差时，将采用高斯公式、牛顿公式或近轴光路计算公式所求得的像位置和大小，作为理想像的位置和大小；而用实际光线光路计算公式求得的像相对于理想像的偏离作为对几何像差的量度。下面简要介绍几何像差的基本概念、意义及表示方法。