一阶光学设计

一阶光学设计（first-order optical design），工学-光学工程-成像系统和成像过程-成像基础-光学系统设计-一阶光学设计，确定光学元件布置及各参数以满足一阶光学近似要求的光学设计方法。满足一阶近似条件的光线是傍轴光线。设光线与光轴之间夹角为u，则一阶近似关系可表示为：sinu≈u，tanu≈u，cosu≈1。这种线性近似成为设计成像光学系统的重要简化工具。一阶光学设计虽然在傍轴近似下才准确，但可以设想其在整个空间都成立，以快速地获得光学系统的一个初始结构。因此，光学系统初始结构设计阶段往往采用一阶光学的计算方法，通过将光线角度的三角函数线性近似，可方便地确定光学元件的曲率和间距，从而确保成像位置、大小及朝向等。还可忽略光学元件厚度，只需定义光学元件的焦距及位置，以进一步简化设计难度。