隨著工業(yè)的發(fā)展,顏色測(cè)量在很多方面都有著廣泛的應(yīng)用,甚至在很多行業(yè),顏色都已經(jīng)成為質(zhì)量評(píng)價(jià)重要指標(biāo),因此顏色測(cè)量精度及測(cè)量速度的提高,對(duì)許多產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的提高起著至關(guān)重要的作用。比色計(jì)就是一款專(zhuān)業(yè)的色澤測(cè)定儀器，尤其是在粉類(lèi)食物色澤測(cè)定上有很大的運(yùn)用，光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是羅維朋比色計(jì)中的核心部分,它設(shè)計(jì)的好壞直接影響測(cè)色儀的整體性能,其中光譜分辨率是衡量該系統(tǒng)質(zhì)量好壞zui重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
      一般光學(xué)儀器像差都分為單色像差和色差兩種。對(duì)于單色像差來(lái)說(shuō),分為球差,彗差,像散,場(chǎng)曲和畸變5種。主要校正像差有球差、彗差和色差,由于所設(shè)計(jì)的分光測(cè)色儀中采用的元件都是反射元件,系統(tǒng)沒(méi)有色差,因此只需校正球差與彗差即可。
      球差是由于不同的孔徑的平行光束不能會(huì)聚在一點(diǎn)而產(chǎn)生的。反過(guò)來(lái),由于球差,準(zhǔn)直鏡不能把來(lái)自狹縫上任一點(diǎn)的全部光線變成平行光束。球差會(huì)導(dǎo)致光譜線輪廓增寬,譜線模糊,分辨率降低。準(zhǔn)直鏡和成像鏡的球差無(wú)法用調(diào)整的辦法來(lái)消除,因此設(shè)計(jì)時(shí)必須校正到像差容限以內(nèi)。
      由于有彗差,從非常近軸的狹縫高度上一點(diǎn)發(fā)出的光通過(guò)該準(zhǔn)直物鏡時(shí)也不能成為平行光束,且光束結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)。反過(guò)來(lái),成像鏡也不能把從色散系統(tǒng)射出的平行光束會(huì)聚到一點(diǎn)。彗差對(duì)譜線輪廓影響也嚴(yán)重,不僅是譜線輪廓單邊擴(kuò)散,降低儀器的分辨率,而且會(huì)使譜線輪廓極大值發(fā)生位移,甚至產(chǎn)生假的伴線。因此,彗差也必須限制在像差容限之內(nèi)。
      準(zhǔn)直系統(tǒng)和成像系統(tǒng)的物鏡都要校正球差和彗差,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般都采用瑞利準(zhǔn)則作為像差容限。所以瑞利準(zhǔn)則,就是由剩余球差、剩余彗差所產(chǎn)生的zui大波像差應(yīng)當(dāng)小于。按照軸向像差和波像差的關(guān)系,可以得到球差和彗差的容限如下:
      軸向球差:
LA′≤16λ（f′/D2）（1）
      偏離正弦條件:
OSC′≤λ/nη（f′/D2）（2）
      式中:D為有效光闌孔徑,在光譜儀器中就是色散元件的有效寬度;f′為物鏡的焦距;λ為選定的光線波長(zhǎng);η為邊緣主光線或邊緣譜線到光軸的距離。
      在平面光柵光譜儀器中都采用反射鏡作為物鏡。因?yàn)閽佄锩骁R的初級(jí)彗差比球面鏡的大,多數(shù)采用球面鏡。這樣球差無(wú)法校正,而是控制相對(duì)孔徑使球差小于像差容限,并從裝置型式上想辦法減小或消除彗差。