物理學家解決了2000年前的光學問題

上圖所示（a）是幾何結構和用於距離的符號。坐標系的原點位於輸入面的中心Za(0,0,0)。（b）顯示單位矢量符號的縮放。

來自墨西哥國立自治大學和蒙特雷科技大學的三位物理學家解決了一個2000年前的光學問題——沃瑟曼-沃爾夫問題。在他們發表在《應用光學Applied Optics》雜誌上的論文中，Rafael González-Acu?a, Héctor Chaparro-Romo,和Julio Gutiérrez-Vega概述了解決該難題所涉及的數學問題，給出了一些可能的應用實例，並描述了測試結果的效率。

2000多年前，希臘科學家Diocles發現光學鏡片的一個問題，當透過裝有光學鏡片的設備時，鏡片的邊緣看起來比中心更模糊。在他的著作中，他提出這種效應的產生是因為透鏡是球面光，由於折射率的不同，在一定角度照射時無法聚焦。據報道，牛頓在解決這個問題（稱為球面像差）的努力中遇到了困難，戈特弗里德·萊布尼茲也是如此。

1949年，Wasserman和Wolf設計了一種分析方法來描述這個問題，並給它起了一個官方名稱「Wasserman-Wolf問題」。他們認為解決這個問題的最佳方法是使用兩個非球面相鄰表面來校正像差。從那時起，研究人員和工程師們就想出了各種方法來解決特定應用中的問題，特別是照相機和望遠鏡。大多數這樣的努力都涉及到創造非球面透鏡來抵消折射問題。雖然它們已經導致了改進，但對於某些應用程序來說，這些解決方案通常是昂貴的，而且不足以滿足需要。

現在，González-Acu?a, Chaparro-Romo和Gutiérrez-Vega發現了一種解決任何尺寸透鏡問題的方法，用一個冗長的數學公式描述。它基於描述第二非球面形狀需要給定第一表面的方式，以及目標圖像距離。本質上，它依賴於第二表面與第一表面的固定問題。結果消除了球差。

來源：https://phys.org/news/2019-08-physicists-year-old-optical-problem.html

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