文 陶会荣

1 光阑

光阑是指在光学系统中对成像光束起限制作用的透光孔，存在多种形式：带孔屏、光孔、透镜边缘或框架等，只要是对成像光束口径起到了限制作用，或者是对成像范围起到了限制作用，均可称作“光阑”。透光孔的形状可以根据需要来选择，有圆形、方形、矩形等，常见的光阑光学元件如图1和图2所示，透光孔大小均是可调的。

图1 圆形光阑

图2 可变方形光阑

2 光阑的种类和作用

光阑按照其作用可被分为4种：孔径光阑、视场光阑、渐晕光阑和消杂光光阑。

2.1 孔径光阑

孔径光阑可以限制轴上点成像光束中边缘光线的最大倾角（孔径角），通过限制或选择成像光束，达到调节像面质量的目的。在有多种光阑的光学系统中，被称作“有效光阑”的是限制光束作用最大的孔径光阑。其存在于每个光学系统中。按照光孔与光学元件、给定物点之间的前后关系，可有以下3种情况如图3、图4、图5。

图3 透镜边框决定孔径角

图4 光孔决定孔径角（置前）

图5 光孔决定孔径角（置后）

2.2 视场光阑

视场光阑起到限制物平面上成像范围的作用，例如，相机中的底片框。人在屋里通过窗户观察外面的世界，窗户就起到视场光阑的作用。一般将其设置在实像平面上，视场光阑在每个光学系统中不一定有，但是如果有，则只会有一个。

2.3 渐晕光阑

渐晕光阑起到参与限制轴外点成像光束宽度的作用，可以改变轴外物点的成像质量。其存在的形式多为透镜框，能导致像面亮度出现由中心到边缘逐渐变暗的现象。……