Aberaţiile lentilelor

Deşi aparatele de analizat sistemele optice sunt tot mai performante şi mai uşor de folosit, este deosebit de folositor a avea metode sintetice de estimare rapidă a performanţelor lentilelor. Aceasta nu numai pentru că salvează timp preţios în fazele iniţiale ale proiectării, dar asigură şi o implementare pentru sisteme automatizate de calcul în vederea optimizării ulterioare. Primul pas în sensul dezvoltării acestor metode este descompunerea în serie Taylor a funcţiei sinus din ecuaţia lui Snell. Prima aproximare pe care o putem face este înlocuirea sinusurilor cu argumentele lor. Aceasta se numeşte teoria de ordinul întâi sau teoria paraxială deoarece doar primii termeni ai descompunerii sunt folosiţi, restul fiind neglijaţi. Orice proiectare a unui sistem de lentile începe cu aceasta aproximaţie. Conventia este valabilă pentru unghiuri apropiate de zero. Pentru suprafeţe puternic curbate (şi raze marginale) această teorie paraxială greşeşte masiv şi apar deviaţii de la realitate, deviaţii cunoscute ca aberaţii.