波前差,也被稱為波前像差,是指在光線通過光學系統(如人眼)時,實際波前與理想波前之間的差異。波前是光線傳播時在某一位置形成的曲面,理想情況下,波前是平面或球面,但在實際中,由於光學系統的缺陷或光線傳播過程中的影響,波前可能會發生變形。
波前像差的原因包括光學系統表面的不規則形態、不同軸的角膜和晶狀體、以及內部介質的不均勻性等。這些因素導致光線在傳播過程中偏離理想路徑,從而影響成像質量。波前像差不僅存在於人眼,也存在於所有光學系統中,包括雷射、天文望遠鏡、光刻機、顯微鏡等。
矯正波前像差是提高視覺質量或光學系統性能的重要手段。矯正方法包括使用框架眼鏡、角膜接觸鏡、角膜屈光手術等。例如,在眼科領域,通過波前像差儀獲得患者的個體化像差數據,然後根據這些數據對角膜進行個性化切削,以降低影響視覺質量的高階像差。
總的來說,波前像差是評估和改善光學系統(特別是人眼)性能的關鍵概念。通過理解和矯正波前像差,可以顯著提高視覺質量和光學系統的成像性能。