球差分析的案例
FRED：平凸透鏡球差分析
創建完成后，我們點擊Analyses/ paraxial analysis
注意創建之前我們需要修改表面0的半孔徑值：0.0001改為無限遠的物點
點擊Third Order,
第一列即為三階球差貢獻量。
總結：
到此球差分析就結束了，FRED提供的分析工具最多可分析到三階像差，對于高階球差的分析則需要自定義腳本，畢竟FRED不是專門透鏡設計軟件，它可以導入zemax等光學軟件設計好的結構。
平凸透鏡球差分析
</p><p>五種單色像差分別為：球差，慧差，像散，場曲和畸變</p><p>兩種色差：球色差和倍率色差</p><p>下面我們來詳細分析球差產生的原因：</p><p><strong>球差概念</strong></p><p>什么是球差？其實球差也叫球面像差，是指軸上物點發出的光束通過球面透鏡時，透鏡不同孔徑區域的光束最后匯聚在光軸的不同位置，在像面上形成圓形彌散斑，這就是球差。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://q8.itc.cn/images01/20250721/1734b8f24e3443508ab8cb55f5db767e.png" height="244" width="503"></p><p>在FRED中如何表示呢？</p><p><strong>FRED中球差的表述</strong></p><p>打開FRED軟件，設計一個新的平凸透鏡R1=0,R2=-25.4 ;厚度5.08 ;半孔徑12.7材料為標準玻璃。
展開 鋰空氣電池電極材料的設計和機理研究獲進展
DOI: 10.1021/acsnano.5b05891），采用低溫液相法成功地設計了層內二硫化鉬/二硒化鉬異質結構，通過與美國伊利諾伊斯大學合作進行的球差校正掃描透射電鏡分析證明了該層狀材料層間和層內高度的晶格畸變，且沿相同晶面呈現間距不規則的特性，這種高度畸變的亞穩結構能夠顯著提升材料的催化活性。原位透射電鏡揭示了鋰離子在材料結構中的快速穿梭和傳輸。此種高活性的催化劑首次成功地實現了金屬硫化物在鋰空氣電池中的穩定深度循環，具有潛在的應用價值。
同時，經過兩年的努力，該團隊還在相關催化機理上獲得了突破。他們在成功制備超薄三氧化鉬納米片的基礎上引入氧空位缺陷，在電池的測試過程中，這種富氧空位正極材料呈現獨特的四個獨立階段的特征。針對這四個典型的過程進行深入分析發現，在放電過程中，這些氧空位的活性位點可以形成局部的高濃度活性氧聚集點，與鋰離子發生反應形成穩定的超氧化鋰類似物（Li2-xO2），當氧空位逐漸飽和后，在Li2-xO2表面逐漸形成穩定的Li2O2放電產物。充電起始階段，Li2-xO2與氧缺陷位點可以作為Li2O2分解的高效催化劑，實現<3.5V的低充電電壓，而超氧化鋰能夠在~3.5V的電壓平臺快速分解，有效地降低了電池的充電過電勢。該項成果不僅解釋了氧空位缺陷在Li-O2電池充放電過程中的催化機理，同時放電產物自催化分解現象的發現可以為未來高效正極的設計提供新的思路和解決方案。相關研究工作得到了國家自然科學基金重點項目和上海市科委等項目的資助和支持。
圖1 MoS2/MoSe2材料（002）晶面層間和層內晶格畸變的球差電鏡分析和計算
圖2 MoS2/MoSe2正極的鋰空氣電池電化學性能
圖3 三氧化鉬納米片表面氧空位位點放電產物自催化分解反應機理
展開 西安交大今日《Nature》：催化劑設計和能源轉化方面重要進展！
通過原子分辨的球差電鏡表征系統分析了實驗條件對晶格應變的影響，并結合理論計算揭示了晶格應變能改變催化體系中關鍵物種在鉑催化劑表面的吸附強度和吸附位點從而影響其催化活性。
更為重要的是，在深入理解鉑催化劑“應變—活性”構效關系的基礎上，該團隊通過應變優化使鉑催化劑在甲醇電催化氧化和析氫反應中的活性分別提升2.5倍和1.5倍以上。晶格應變調節方法的開發為高效鉑催化劑的設計和制備提供了詳細的理論指導和全新的實驗方法，并有望應用于燃料電池、電解水產氫產氧等領域，助力國家能源戰略。
該研究工作在金明尚的帶領下，應變調節實驗和催化性能表征部分主要由金明尚教授團隊博士賀天歐、博士后王偉聰完成，球差電鏡表征和應變分析由上海交通大學施楓磊博士完成，理論計算部分由重慶大學楊小龍博士完成。西安工業大學李祥博士也參與了工作的部分研究與結果分析討論。西安交大動力工程多相流國家重點實驗室為第一單位和通訊單位，研究工作得到國家自然科學基金“能源有序轉化”基礎科學中心項目、國家自然科學基金面上項目、多相流國家重點實驗室自主課題以及開放課題等項目的資助和支持。
本文來自“西安交通大學官網”。
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