Астигматизм

Астигмати́зм (от а... и греч. στιγμή – точка), аберрационное искажение, возникающее при отображении внеосевых точек предмета. При прохождении через оптическую систему внеосевого малого по сечению светового пучка его лучи испытывают неодинаковое преломление в различных плоскостях, благодаря чему кривизна фронта световой волны становится в разных плоскостях преломления неодинаковой. Следовательно, изображения точки предмета в разных плоскостях также получаются в различных местах, и изображение предмета становится нерезким (каждая точка его изображается размытым эллипсом). Такой элементарный световой пучок называется астигматическим.

На рисунке показано распространение астигматического пучка. Здесь ${\displaystyle S}$ – фронт волны пучка после прохождения линзы ${\displaystyle L}$; ${\displaystyle OO}$ – оптическая ось линзы; ${\displaystyle O'O'}$ – центральный (главный) луч пучка. Плоскость, проходящую через главный луч и оптическую ось, называют меридиональной, а плоскость, проходящую через главный луч перпендикулярно меридиональной плоскости, называют сагиттальной. Астигматический световой пучок не сходится в точку, а имеет два схождения, дающие изображения в виде прямолинейных отрезков. Одно из них лежит в сагиттальной плоскости, пересекая главный луч в точке ${\displaystyle b_{1}}$, другое – в меридиональной плоскости, пересекая главный луч в точке ${\displaystyle b_{2}}$. Если предмет лежит в бесконечности, то точки ${\displaystyle b_{1}}$ и ${\displaystyle b_{2}}$ определяют положение фокусов в сагиттальной и меридиональной плоскостях. Вместо фокусов в виде точек, как это имеет место в идеальных оптических системах, при наличии астигматизма получаются фокальные линии.

Астигматизм исправляется подбором кривизны поверхностей и толщин компонентов оптических систем и воздушных промежутков между ними. В настоящее время созданы анастигматы – совершенные объективы, исправляющие аберрации (в частности, астигматизм) в пределах всего поля изображения.