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物理光學與應(yīng)用光學第二章(已修改)

2026-01-23 06:43 本頁面

　

【正文】第二章理想光學系統(tǒng) 共軸球面系統(tǒng)只有在近軸區(qū)才能成完善像 ,而對于寬光束 , 當 u 較大時，成像就不完善，存在像差。其它原因：（ 1）光束太細，進入光學系統(tǒng)的能量太弱，成像太暗。（ 2）只能對物面上很小的部分成像，不能反映全貌。只能對細光束成完善像的光學系統(tǒng)是無實用價值的！尋找一個能對較大范圍、較粗光束及較寬波段范圍都能成滿意像的光學系統(tǒng)，就是應(yīng)用光學所需要解決的中心問題。到哪里找這樣的系統(tǒng)呢？ ? 為了揭示物、像、成像系統(tǒng) 三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，可暫時拋開成像系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)，將一般僅在光學系統(tǒng)近軸區(qū)存在的完善像拓展成在任意大的空間以任意寬光束都能完善成像的理想模型，即稱為理想光學系統(tǒng)，又稱為高斯光學系統(tǒng) （ 1841年由高斯提出）。 ?理想光組的成像作為衡量實際光學系統(tǒng)成像質(zhì)量的標準 ◆ 進行光學設(shè)計的時候，開始只是提出性能要求，如放大倍數(shù)等。這時，光組的具體參數(shù)是未知的，因此無法用近軸光學公式計算。由理想光組所抽象出來的光學特征公式進行光組的初始計算，也就是以理想光組理論為基礎(chǔ)，根據(jù)要求，尋找和確定一個能滿足要求的光學系統(tǒng)的整體方案。稱為光學系統(tǒng)的外形尺寸計算，也稱輪廓計算理想光組可有任意多個折、反射球面或多個光組組成。尋找理想光組的特征點、面就可以代表整個光組的光學特性，用以討論成像規(guī)律。 P ?A ?A’ P’ O1 Ok B C C’ B’ 理想光學系統(tǒng)，物像關(guān)系具有以下性質(zhì)：（ 1）物空間一個物點對應(yīng)像空間中唯一的像點，這種一一對應(yīng)關(guān)系稱為共軛，這兩個對應(yīng)點稱為共軛點。（ 2）物空間中每一條直線對應(yīng)于像空間中唯一相應(yīng)直線，這兩條直線稱為共軛線。（ 3）物空間中每一個平面對應(yīng)于像空間中唯一平面，這兩個面稱為共軛面。（ 4）如果物空間任意一點 D位于直線 BC上，那么其在像空間的像 D’也必位于 BC的共軛線 B’C’上。 D’ D 第一節(jié) 共線成像理論 ※ 把這種點對應(yīng)點，直線對應(yīng)直線，平面對應(yīng)平面的成像變換稱為共線成像，上述定義稱為共線成像理論。二、共軸理想光學系統(tǒng)的成像性質(zhì) 過主光軸的一個截面位于光軸上物點的共軛像點必然在光軸上；位于過光軸的某一截面內(nèi)的物點對應(yīng)的共軛像點必位于該平面的共軛像面內(nèi)，過光軸的任意截面成像性質(zhì)都相同。垂直于光軸的物平面，其共軛像平面也必然垂直于光軸，且平面物與其共軛平面像的幾何形狀完全相似，即：在垂直于光軸的同一平面內(nèi)，物體的各部分具有相同的放大率。 y n ly n l? ???? ?O139。 O239。 O1 O2 O O39。（ 1）已知兩對共軛面的位置和放大率： ★ 利用光軸上的已知共軛點； ★ 由已知共軛面的放大率確定出射光線的方向。 B A A 39。 B 39。，如果已知兩對共軛面的位置和放大率，或者一對共軛面的位置和放大率，以及軸上兩對共軛點的位置，則其它一

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