第十二章波像差

常识综述从人类视网膜感光细胞的密度推算出人眼的极限视力可达3.0甚至更高，但由于人类进化过程中对远视力的需要逐渐下降，以及角膜和晶状体等器官的光学性能退化等原因，导致出现各种像差，因此人眼的理想视力只有1.5或更差，并且这些像差不能被现有的眼镜和隐形眼镜矫正。

波阵面像差（波前像差）原本是一项天文学技术，其发展由来已久，主要用来纠正天文望远镜等的像差，以便能更清晰地观测到更远距离的天体。

像差理论做为研究非理想光学系统的基础早已广泛地应用于制造光学精密仪器，当波前像差技术应用于眼科后，才与我们的生活变得更加关系密切。

目前波前像差仪有很多种，可分为客观法和主观法两类。

客观法根据其设计原理，又可分为：可1基于而当受检Zeiss公司），2以Tscherning像差理论为基础，通过计算投射到视网膜上的光线偏移而得出结果。

图6-2图10Allegretto 3以Smirnov-Scheiner理论为基础，其方法是通过对进入中心凹的每一光线进行补偿调整使之在视网膜成像完善。

其原理与临床应用的屈光计、检影镜很相似，所有进入视网膜的光线都向中央一点会聚，通过在各轴向上对瞳孔的快速裂隙扫描而实现，眼底反光被CCD捕捉从而得到眼的波阵面像差。

基于此原理的像差仪包括Emory视觉矫正系统和OPD扫描系统（Nidek公司）等。

图6-3基于Smirnov-Scheiner原理的像差测量示意图二、主观式像差仪根据光路追踪原理设计，利用空间分辨折射仪以心理物理方法测量人眼像差。

假设眼处于衍射的极限时，聚焦在无穷远，因而无穷远的点光源通过瞳孔不同区域进入眼内，将会聚焦在视网膜上的一点。

当眼存在像差时，进入眼内的光线将不会聚焦在同一点上，点光源的像将是一个模糊像，该像点与中心发生了偏移，导致波阵面平面的光线射入眼球后由理论上的球面波变成了不规则的曲面波，通过数学换算，得到放大在瞳孔面上的眼底点扩散函数。

基于此原理的像差仪有WFA-1000人眼像差仪（苏州亮睛公司）。

第一章 几何光学基本定律与成像概念波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，简称波面。

光的传播即为光波波阵面的传播，与波面对应的法线束就是光束。

波前：某一瞬间波动所到达的位置。

光线的四个传播定律：1）直线传播定律：在各向同性的均匀透明介质中，光沿直线传播，相关自然现象有：日月食，小孔成像等。

2）独立传播定律：从不同的光源发出的互相独立的光线以不同方向相交于空间介质中的某点时彼此不影响，各光线独立传播。

3）反射定律：入射光线、法线和反射光线在同一平面内，入射光线和反射光线在法线的两侧，反射角等于入射角。

4）折射定律：入射光线、法线和折射光线在同一平面内；入射光线和折射光线在法线的两侧，入射角和折射角正弦之比等于折射光线所在的介质与入射光线所在的介质的折射率之比，即nn I I ''sin sin = 光路可逆：光沿着原来的反射（折射）光线的方向射到媒质表面，必定会逆着原来的入射方向反射（折射）出媒质的性质。

光程：光在介质中传播的几何路程S 和介质折射率n 的乘积。

各向同性介质：光学介质的光学性质不随方向而改变。

各向异性介质：单晶体（双折射现象）马吕斯定律：光束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。

费马原理：光总是沿光程为极小，极大，或常量的路径传播。

全反射临界角：12arcsinn n C = 全反射条件：1）光线从光密介质向光疏介质入射。

2）入射角大于临界角。

共轴光学系统：光学系统中各个光学元件表面曲率中心在一条直线上。

物点/像点：物/像光束的交点。

实物/实像点：实际光线的汇聚点。

虚物/虚像点：由光线延长线构成的成像点。

共轭：物经过光学系统后与像的对应关系。

（A ，A’的对称性）完善成像：任何一个物点发出的全部光线，通过光学系统后，仍然聚交于同一点。

每一个物点都对应唯一的像点。

理想成像条件：物点和像点之间所有光线为等光程。

常识综述从人类视网膜感光细胞的密度推算出人眼的极限视力可达3.0甚至更高;但由于人类进化过程中对远视力的需要逐渐下降;以及角膜和晶状体等器官的光学性能退化等原因;导致出现各种像差;因此人眼的理想视力只有1.5或更差;并且这些像差不能被现有的眼镜和隐形眼镜矫正..波阵面像差波前像差原本是一项天文学技术;其发展由来已久;主要用来纠正天文望远镜等的像差;以便能更清晰地观测到更远距离的天体..像差理论做为研究非理想光学系统的基础早已广泛地应用于制造光学精密仪器;当波前像差技术应用于眼科后;才与我们的生活变得更加关系密切..目前波前像差仪有很多种;可分为客观法和主观法两类..客观法根据其设计原理;又可分为：出射型像差仪、视网膜像型像差仪和入射可调式屈光计三种类型；主观法即心理物理学检查方法..客观法的优点是快速、可重复性及可靠性好;但需使用较亮的照明光线;大部分还需要散瞳；主观法无需散瞳;可在眼睛存在调节的状态下检查眼的像差;但需对患者进行训练;检查较慢;可重复性较客观法差..无论是主观法还是客观法像差仪;其基本原理是一样的;即选择性地监测通过瞳孔的部分光线;将其与无像差的理想光线进行比较;通过数学函数将像差以量化形式表达出来..下面根据其设计原理来逐一介绍..一、客观式像差仪1出射型像差仪基于Schack-Hartmann像差理论而建立;见图6-1..Schack-Hartmann波阵面感受器通过测量眼底的点光源反射出眼球的视网膜像来测量波阵面像差..即;使一条细窄光束进入眼球;聚焦视网膜上;光线从视网膜上反射出眼球;穿过一透镜组;聚焦在一个CCD上..如受检眼无像差;则反射的平面波聚成一个整齐的点阵格子图;每一个点的图像准确地落在相应透镜组的光轴上..而当受检眼有像差时;则生成扭曲的波阵面;从而出现扭曲的点图像..通过测量每一个点与其相应透镜组光轴的偏离;就可计算出相应的波阵面像差..基于此原理的像差仪包括WASCA像差分析仪Zeiss公司;Zywave像差仪博士伦公司;Aberrometer爱尔康公司等..2视网膜像型像差仪以Tscherning像差理论为基础;通过计算投射到视网膜上的光线偏移而得出结果..图6-2基于Tscherning原理的像差测量示意图它是由倍频Nd：YAG激光532nm发出的有168单点矩阵的平行激光光束经瞳孔进入眼底彩图10;由连接计算机的高敏感度的CCD采集视网膜图像彩图11..由于屈光介质存在像差;投射到视网膜上的光线达到视网膜后生偏移;其偏移可以通过投射在视网膜上的格栅观察到;通过视网膜图像分析受检眼的光学像差;即;将视网膜图像上的每个点的位置与它们在理想状态下的相应位置进行比较;根据偏移的结果计算出相应的波阵面像差..基于此原理的像差仪包括Allegretto像差分析仪Wavelight公司和视网膜光线追踪仪Tracy公司等..3入射可调式屈光计以Smirnov-Scheiner理论为基础;其方法是通过对进入中心凹的每一光线进行补偿调整使之在视网膜成像完善..其原理与临床应用的屈光计、检影镜很相似;所有进入视网膜的光线都向中央一点会聚;通过在各轴向上对瞳孔的快速裂隙扫描而实现;眼底反光被CCD捕捉从而得到眼的波阵面像差..基于此原理的像差仪包括Emory视觉矫正系统和OPD扫描系统Nidek公司等..图6-3基于Smirnov-Scheiner原理的像差测量示意图二、主观式像差仪根据光路追踪原理设计;利用空间分辨折射仪以心理物理方法测量人眼像差..假设眼处于衍射的极限时;聚焦在无穷远;因而无穷远的点光源通过瞳孔不同区域进入眼内;将会聚焦在视网膜上的一点..当眼存在像差时;进入眼内的光线将不会聚焦在同一点上;点光源的像将是一个模糊像;该像点与中心发生了偏移;导致波阵面平面的光线射入眼球后由理论上的球面波变成了不规则的曲面波;通过数学换算;得到放大在瞳孔面上的眼底点扩散函数..基于此原理的像差仪有WFA-1000人眼像差仪苏州亮睛公司..参数分析及临床应用一、参数分析波阵面像差的表达方法有很多种..在临床上;我们常见的有Zernike函数、均方根、调制传递函数、点扩散函数等;其中最常见且便于理解的是Zernike函数..1Zernike函数是最常用的波阵面像差定量表达方法;是描述眼光学系统波阵面像差的理想的数学模型之一;它是交于单位圆上的序列函数..通过Zernike函数可以将像差量化并分级;可以表达总体像差和组成总像差的各个像差..Zernike函数常见的表达形式为8阶45项;可以分成低阶和高阶;其中0到2阶为低阶;3阶以上是高阶..0阶Ｚ00表示各方向匀称、平整的波阵面;即无像差；1阶Z1-1和Ｚ11分别表示垂直和水平的倾斜Tilt；2阶表示离焦Focusshift或散光Astigmatism;Ｚ2-2和Ｚ22分别表示45°/135°和90°/180°方向散光;Ｚ20表示离焦；3阶函数中;Ｚ3-3和Ｚ33表示三叶草形像差;Ｚ3-1和Ｚ31分别表示垂直和水平位彗差Coma；4阶为球差SphericalAberration和其他复杂像差;Ｚ40表示球差;Ｚ4-4和Ｚ44表示四叶草形像差;Ｚ4-2和Ｚ42表示45°/135°和90°/180°方向二次散光性像差；5至8阶是其他一些不规则像差;如5阶中Ｚ5-1和Ｚ51分别表示垂直和水平位二次彗差等;只有在瞳孔非常大时才显露出来..其中影响人眼视觉质量较大的主要像差有下列几种：Ｚ20离焦;包括正性和负性离焦;对应于传统球性屈光不正的近视和远视；Ｚ2-2和Ｚ22即45°/135°和90°/180°方向上的散光;Ｚ3-1和Ｚ31即彗差;Ｚ40球差..Zernike函数可以表示为以n行数阶;m列数的金字塔形数字数组;称Zernike树;如图6-10所示..为了能表达得更加直观;可以在以类似于角膜和瞳孔的圆形为基础;将Zernike函数重建成眼的波阵面像差图;形象地描述各种像差的形态;见图6-11..低阶像差与传统的几何像差相对应;可用框架眼镜、隐形眼镜或传统的屈光手术矫正；高阶像差包括一些非经典的像差;需要进行像差引导的个性化切削才能矫正..对于人眼;6阶以上的高阶像差对视觉影响很小;可以忽略不计..临床上进行像差引导的个性化切削时考虑最多的是第3、4和5阶像差..2均方根meansumofthesquare;RMS均方根是检测光学系统质量的一种方法;它是通过计算检测面上的各点相对于参考面的高度而得出的标准偏差;表示检测面与参考面的偏离程度;是Zernike函数的系数平方和的方根;可将不规则散光和球性屈光不正量化..进行波阵面像差分析时;参考面一个无像差的球面波..RMS值通常为0～1;若RMS值较小;表示高阶像差所占比例少;接近球-柱镜参数..3光程差OpticalPathDifference;OPD可表示OPD=理想波阵面-实际波阵面..OPD为正值;表示这部分光速较慢;在Zernike函数中表现为峰；OPD为负值;表示这部分光速较快;在Zernike函数中表现为谷..二、影响因素影响像差的因素很多;如瞳孔直径、调节、年龄、泪膜厚度、观察距离和眼球的转动等均可在很大程度上影响结果;与角膜、晶状体和玻璃体有关的解剖和功能上的改变及视网膜的形态也可影响结果..另外;还可能受其他尚不清楚的因素的影响..1瞳孔直径相对较小时小于或等于2ｍｍ时;限制人眼视觉质量的因素主要是衍射;当瞳孔直径较大时;大量的轴外光线进入眼中;这时像差成为限制人眼视觉质量的主要因素..人眼的视觉像差与瞳孔大小密切相关;随着瞳孔的增大而增加..环境光亮度的改变;会引起瞳孔大小的改变;从而使视觉质量发生变化..在晚上;瞳孔散大时;会出现眩光、光晕、双影和鬼影等现象;导致视觉质量下降..由于药物作用而使瞳孔散大也可使像差发生变化;见图6-12..图6-12瞳孔直径与像差的关系2调节人眼作为一个光学系统;为了能看清近距离目标;需要动用调节机制来改变屈光力..在调节过程中;晶体因睫状肌收缩而快速增厚;表面曲率发生变化;晶体和角膜之间相对位置改变;轴位也发生变化;这使得人眼像差发生改变..随着调节的增强;晶状体的位置前移;球差减少从正值向零改变;彗差也发生显着的变化..随着调节幅度的改变;像差也发生了变化;看远和看近时的像差表现是不同..因此;像差测量时需评估注视条件所引起的调节..3随着年龄的增大;晶状体密度不断增加;晶状体内各成份折射率梯度发生变化;而且角膜曲率半径随年龄增长而减小;即角膜更加接近球形;因此像差明显地增加;特别是球差..4泪膜的破坏可导致的角膜表面不规则性改变;使像差明显增加..干眼症患者泪膜不稳定;可出现角膜表面呈不规则性改变;角膜表面规则性指数SRI及表面不对称指数SAI明显升高..三、临床应用1屈光手术中的应用现有的屈光手术;包括早年的放射状角膜切开术PK和现行的准分子激光角膜屈光手术PRK;LASIK;LASEK和Epi-LASIK虽然矫正了屈光力;改善了中央视力;但也带来了对比敏感度下降、眩光和光晕等一系列问题..临床研究表明手术改变了角膜的像差;使其术后的像差变大;并且随着瞳孔的增大而增大;切削越深像差变化越明显..因此;近年来许多眼科专家致力于改善屈光手术治疗方法;发展像差引导的个性化切削;即根据每位患者不同的眼球屈光资料;设计出最佳切削方案;术中将从眼球像差仪获得的像差数据输入准分子激光机治疗系统引导激光进行切削;消除或减少那些可能导致视力不佳的高阶像差;重塑一个全新的角膜形态;从而显着提高术后裸眼视力和视觉敏感度;改善夜间视力;降低眩光和光晕的发生率;达到提高视觉质量的最终目的..2角膜接触镜中的应用1软性接触镜：现在多数人认为人眼的平均球差是正性的;因此;从理论上讲;消除了球面像差的镜片会提高人眼整体的成像质量..但人眼是一种处于不断变化的动态的屈光系统;像差也会随着眼的调节及年龄的增大等因素而变化..因此;消除了球面像差的软性接触镜只在特定条件下对特定个体有良好作用..为克服以上不足;现已研制出一种可以个体化矫正不同个体像差的接触镜..这种镜片的前表面是根据不同个体的实际像差切削的非球面非对称表面;后表面仍为球面;可按照预定产生与个体眼睛相匹配的离焦、散光、球差等;以达到矫正眼睛总体像差的目的..2硬性角膜接触镜RGP：RGP可以在一定程度上纠正眼睛的像差;这种改进不仅限于散光;一些不规则的高阶像差也有明显的降低..由于它的前表面是一接近完美的规则表面;并由泪液填充所有角膜的不规则表面;由于泪膜的屈光指数接近角膜屈光指数;大大减少了角膜散光和像差的影响..但常规RGP矫正像差存在局限;因为它只能矫正角膜前表面像差;且其矫正像差量还受眼内散光和角膜散光的影响..应用像差分析仪可以从多方面多角度评估RGP镜片的配戴质量;提供更加个体化的配戴建议;并且可以通过非球面的镜片设计;在一定程度上降低总体像差而起到增进视觉质量的效果..3在白内障诊断中的应用对白内障患者传统上也只是用视力来衡量视觉质量的;但临床上经常会遇到病人视力与其晶体混浊度不相一致的现象..可通过像差仪的检查发现轻度白内障患者的角膜像差与正常人群的角膜像差基本相同;而总像差则明显高于正常人;这可能是因为混浊的晶体引起光线的散射和吸收从而导致晶体局部屈光改变所致..可见在早期白内障患者中;像差引起视觉质量的下降不亚于晶体密度增高对视觉质量的影响..4在人工晶状体IOL中的应用随着现代超声乳化技术的发展及人工晶状体材料和设计的改进;白内障患者术后视力已大为提高;但仍有部分患者不能达到满意的效果;还有些患者客观视力检测好;而主观感觉却视物模糊..这些以前一直难以解释的现象;随着像差仪的出现都迎刃而解了..正常生理情况下;人眼角膜具有正性的球差;而晶体有负性球差;这在一定程度上起到互相弥补的作用..而一般人工晶状体的球面设计;以及其在眼睛调节时发生的前后移位元和偏轴;使植入后术眼的像差明显增大;尤其是球差..现在已应用非球面或消像差的人工晶状体来消除这一现象;进一步改善了成像质量;使植入后术眼的像差比植入以往晶状体的要低;视觉质量明显改善..四、注意事项波阵面像差波前像差用于检测眼光学系统的细微改变;任何外界因素的轻微干扰;都会极大地影响结果的准确性;可谓“失之毫厘;谬以千里”..因此;在进行像差仪检测时;必须注意以下几点：1被检查者头位、眼位要正确..2双眼睁大;充分暴露角膜;但避免压迫角膜..3嘱患者每次测量前眨眼;以保持测量瞬间角膜表面湿润;避免因角膜干燥而影响检测结果..4角膜接触镜配戴者应摘镜至少2周后检查;使检查结果比较可靠..5检查室内降低照明;以减少进入仪器的杂散光;降低注视目标的亮度;从而减少进入眼球的反射光..6根据所获取的图像;判断测量结果的准确性;可基于下列条件作判断：患者有无眨眼或有无睫毛影响被检眼睁开是否足够大是否由于眼泪过多边缘出现混乱变形眼睛是否有移动检测范围是否足够等..图像稍有不满意;将明显影响结果;必须重新检测..7每次移动或者在新地方安置像差分析仪后;必需使用测试工具对仪器进行检测和校正;以避免可能出现的仪器误差..8定期对仪器进行校准;必须由专门技术人员进行每年一次的定期清洁维护..。

§ 10-1 波像差及其与几何像差的关系光线——波面的法线波像差——实际波面对理想波面的偏离轴上点 A 以单色光成像存在球差,A'M 交理想波面于 M，即为波差。

（以理想波面为基准，右负左正）一、轴上点的波像差及其与球差的关系[返回本章要点]球差相当的波像差为以 u'2 为纵坐标，以 δL'为横坐标的球差曲 线与纵轴所围面积的一半 【推导】当物方无穷远时，u’=h/f’讨论 1.当仅有初级量时 以波长为单位时，边缘处波像差最大。

移动接收面，以接收 面为基准，则球差将改变，波像差曲线随之改变。

称之为离焦离焦，[返回本章要点]2. 当有初级和二级球差时当，当对边光校正球差时，0.707 带光有最大剩余球差若离焦，使图中三部分面积相同，则应轴向离焦，此时3. 若再有三级以上球差，则像差平衡的原则是： 尽可能离焦后有多个大小相等、符号相反的小面积 以下动画是一个实际光学系统成像质量随离焦量变化的情况[返回本章要点]二、轴外点的波像差及其与垂轴像差的关系[返回本章要点]轴外任意一点的像差，可以用 两个分量表示波差 W 应表示成与这两个分量之间的关系可导出推 沿子午截线的波像差 导曲线对 sinU'轴所围的面积表征波像差的大小。

参考点为高斯像点. 但高斯像点亦不一定是最佳参考点 离焦垂轴离焦：对各条光线 δy'均改变同样值。

->坐标平移 离焦 沿轴离焦：纵轴转一角度,以形成尽可能相等的大小相同、符号相反的小 面积注意 1. 垂轴离焦只为评价像质，轴向离焦才为确定最佳像面位置。

2.[返回本章要点]沿轴离焦只能对某一视场而言，不同的视场有不同的沿轴离焦要求，不能同时满足。

应寻求最佳平3. 轴向离焦中与也不能同时满足。

衡§ 10-2 波像差的一般表示式[返回本章要点]波面——等光程面，等光程面的变形——波像差。

光学系统的物方光线由 y,η,ζ 决定，像方光线由 y',η',ζ’决定 考虑 光学系统是旋转对称光束关于子午面对称当 y=0 时为轴上点 所以 波差的 一般表 达式式中第一行为轴向离焦与垂轴离焦项，第二行为初级单色像差引起的波像差，第三行为二级单色像差 引起的波像差。

第十一章 波像差前面对像差的讨论是以几何光学为基础的，用光线经过光学系统的实际光路相对于理想光路的偏离来度量的，统称为几何光学。

但光线本身是一抽象的概念，用它的密集程度来评价像质，在很多场合下与实际情况并不符合，而且像差也不可能校正为零。

因此，必须考虑像差的最佳校正方案和像差的容限问题，它与系统的使用要求和使用状况有关。

这些像质评价问题常须基于光的波动本质才能解决。

几何光学中的光线相当于波动光学中波阵面的法线，因此，物点发出的同心光束与球面波对应。

此球面波经过光学系统后，改变了曲率。

如果光学系统是理想的，则形成一个新的球面波，其球心即为物点的理想像点（实际上，由于受系统有限孔径的衍射，即使是理想系统也不可能对物点形成点像）。

但是，实际的光学系统的像差将使出射波面或多或少地变了形，不再为理想的球面波。

这一变了形的实际波面相对于理想球面波的偏离，就是波像差。

波像差与像质评价问题密切相关。

例如要计算斯特列尔强度比（即中心点亮度）和光学传递函数时，就必须求知波像差，而瑞利判断更是直接以波像差的大小来作评价标准的。

加之波像差与几何像差之间有内在联系，利用这种联系，可在一定程度上解决像差的最佳校正问题和容限问题。

§1. 轴上点的波像差对于轴对称光学系统，轴上点发出的球面波经系统以后，只是由于唯一的球差，使出射波面变形而偏离于球面。

由于轴上点波面是轴对称的，其波像差只需从波面与子午平面相截的截线上，取光轴以上的一方来考察即可。

图11－1 轴上点的波像差如图11－1所示，//Z P 是波面的对称轴（即系统的光轴），/P 是系统的出射光瞳中心。

以实际光线与光轴//Z P 的交点/A 为圆心，以r P A =//为半径做圆（实际为球面），即为实际波面。

过/A 点做与光轴成像方孔径角/U 的直线，就是实际光线，设实际光线与实际波面相交于M 点，则r M A =/。

选择光轴上的一点为参考点，例如高斯像点/A ，那么//A A 即为像方孔径角为/U 时的球差：///A A LA =。

波前像差的概念波前像差（wavefront aberration）是光线通过光学系统（如透镜、反射镜等）后所引起的光的形状失真或偏离预期的理想光源波前的能力。

波前像差是光学系统的一个重要性能指标，它直接影响了成像质量和分辨力。

波前像差产生的原因可以有多种，包括镜面形状不完美、介质非均匀性、光学系统元件之间的相对位移等。

在理想情况下，光线通过光学系统后的波前应该是一个平面波或球面波。

然而，在实际的光学系统中，由于各种原因导致波前变得不规则，这就产生了波前像差。

波前像差通常可以分为两类：低阶像差和高阶像差。

低阶像差是指那些具有较低频率和较大振幅的像差，如球差、像散、色差等。

高阶像差是指那些具有较高频率和较小振幅的像差，如像散、像场弯曲、畸变等。

其中，球差是最常见的低阶像差之一。

球差是由于透镜或反射镜等光学元件的形状不完美所产生的。

当光线经过球面透镜或反射镜时，由于球面形状的非理想性，不同入射角的光线会有不同的折射或反射情况，导致出射光束的焦点位置与理想焦点位置不重合，从而使成像出现模糊或畸变的情况。

像散是另一种常见的低阶像差。

当透镜或反射镜的折射率因波长而变化时，不同波长的光线会有不同的折射角，从而形成不同的焦点位置。

这种颜色分离现象会导致不同波长的光线无法在同一平面上聚焦，从而使成像出现彩色像散的情况。

色差是由于光线经过透镜或反射镜时，由于折射率与波长的关系不同而造成的。

在自然光下，不同波长的光线经过透镜或反射镜后，由于折射率不同，会形成不同的焦点位置，从而使成像出现色差现象。

色差通常可以分为长焦色差和短焦色差两种类型。

除了低阶像差外，光学系统还可能存在各种高阶像差。

像散是高阶像差中的一种，它是指由于透镜或反射镜的形状不完美而引起的像点位置不在同一平面上的情况。

像场弯曲是指成像平面并非完全平坦的情况，而是呈现出一定的弯曲形状。

畸变是指图像中的直线变形，可以分为桶形畸变和枕形畸变两种类型。

为了降低波前像差并提高光学系统的成像质量，可以采取多种措施。