几何光学像差教学网 | Geometric Optics Aberrations

像散（Astigmatism）是所有像差中最令初学者头疼的一种三维空间畸变像差。它的本质非常简单：当一束大范围的光线斜向（离轴外）打在哪怕是最完美对称的球面上时，透镜在这束光线的垂直切面与水平切面上，展现出了完全不对等的折光能力。

01空间极值的降维打击：子午面(T) vs 弧矢面(S)

想象一个平放的圆形硬币，你正对着俯视它，它是绝对完整的圆。但如果你退后两步，以极大的倾角斜视它，它在你眼中就收缩变成了一个扁平的椭圆形！

迎面走向透镜的倾斜宽光束也是如此。因为斜射，它“感受到”的透镜有效折射曲率不再是圆形的，而是在两个正交方向上曲率截然不同：

子午面 (Tangential Plane, T面)包含主光轴与主光线的纵向截面。因为具有超前倾角，它迎合光线的曲面变得更“陡峭”。由于折射截面斜率陡增，在这个面的光线被严重过度弯折，导致焦距剧烈变短，焦点提前在太空中聚合。
弧矢面 (Sagittal Plane, S面)垂直于子午面的横向截面。曲面的空间变化相对平缓，折射能力较弱，焦距更长，光束在远端才迟迟开始汇聚。

因为 $T$ 极值面和 $S$ 极值面的光线无论如何都无法在一个绝对 Z 轴深度上交汇，一个本该是汇率成圆的星点，在空间纵深中被硬生生撕裂成了一个复杂的三维光束沙漏带——这在学术上被称为斯特林光锥 (Sturm's Conoid)。

如果你在暗房里拿着一张平坦的白纸，从透镜后方慢慢往远端平移去拦截这束光，你会亲眼目睹这一系列诡异的光斑截面变形动画：

1. 第一副焦线

T面率先汇聚，由于S面尚未汇聚横向铺开，白纸上出现了一条绝对横向的线段光束。

2. 最小弥散圆

再往后移动，纵向拉长，横向开始萎缩。此时长宽比例逼近 1:1 形成弥散圆。它是这段撕裂畸变中最接近正常点的模糊斑。

3. 第二副焦线

推到最后，S面终于迟迟汇聚，但此时急切的T面早已发散完毕，白纸上出现了一条垂直的纵向线段光束。

像散强度 (Astigmatism Level)0.50

我们的引擎完美可视化了这三段光束的截面分布。您可以亲自拖动滑块看到随着像散加剧，这横纵两根焦线之间的距离（斯特林距）是如何被无情拉大断裂的。