北京理工大学820物理光学解析6.pptVIP

比较：将两种情况下的主观光亮度与人眼直 接观察时对比： D≤a 时的主观光亮度之比 Da 时的主观光亮度之比 Γ＝Da/a 二、发光面 1、D? a: 望远镜出瞳小于瞳孔直径 进入眼睛光束 D? 望远镜的像的光亮度L? L?=τ仪L 主观光亮度 与人眼直接观察时对比： 2、D?≥ a: 望远镜出瞳大于等于瞳孔直径 与人眼直接观察时对比： D a D=a 进入的光束D＝ΓD=Γa;面积大了Γ2倍，dΦ大Γ2倍； 视网膜上的像大了Γ倍，面积大了Γ2 倍； 光照度不变。但望远镜有吸收反射损失，所以照度有下降 a D 进入的光束D＝ΓDΓa;面积放大不到Γ2倍； 视网膜上的像还是大了Γ倍，面积大了Γ2 倍； 光照度减小。再加上望远镜有吸收反射损失， 主观光亮度降低 Da D′a 主观光亮度降低的少一些 a §6-12 光学系统中光能损失的计算 一、光能损失的原因 Φ Φ1” Φ1” Φ2” Φ2’ 1、光束在光学零件表面的反射； 2、光束通过介质时的吸收。 影响：光学系统成像光亮度降低 像的清晰度下降 形成寄生像 二、反射损失计算 反射系数 ：介质分界面反射光通量和入射光通量之比 三、吸收损失计算 l dl Ф Ф’1 Ф+d Ф Ф2 如果同时考虑光能的反射和吸收损失，则有 实际情况下： ：是分界面两边介质n, n’和光束入射角I的函数。 I 40度时，反射系数基本不变，可以不考虑由于入射角的变化而引起的变化。冕牌玻璃：0.04 火石牌玻璃：0.05 对于具有金属镀层的反射镜，由于反射层的吸收和散射，也要产生光能损失。光能损失的大小与所镀物质有关。 镀铝 0.85 镀银 0.90 ：透明系数平均值 0.99 为了减少光学零件表面的反射损失，可以在光学零件表面镀增透膜。 最常见的化学镀增透膜使反射损失降到0.01, 此时，公式变为 投影系统及其光能计算 §10-5 投影仪的作用及其类别 §10-6 投影仪中的照明系统 §10-8 投影系统中的光能计算 §10-5 投影仪的作用及其类别 作用：把一定大小的物体用光源照明后成像到屏幕上进行观察和测量 种类：电影放映机，幻灯机，投影仪等 要求：成像清晰；物像相似 像面有足够的光照度，分布均匀 二、投影系统的组成 1、投影物镜：把一定大小的物体成像在屏幕上，使成像清晰，物象相似 y y’ 2、照明系统：照明物体，充分利用光源发出的光能，并使照明均匀。 三、投影系统的分类 第一类：临界照明:光源通过照明系统成像在物平面上，照亮物体；物体在经投影物镜成像在屏幕上。电影放映机 照明系统 光源 投影物镜 屏幕 A B B’ A’ 反射照明 透射照明 第二类：柯勒照明:光源通过照明系统成像在投影物镜的入瞳上；物体在经投影物镜成像在屏幕上。幻灯机，放大机 §10-6 投影仪中的照明系统 一、聚光照明系统的作用和要求 提高光源的利用率，使光源发出的光能尽可能多地进入投影物镜； 充分发挥投影物镜的作用，使照明光束能充满物镜的口径； 使投影物平面照明均匀，即物平面上各点地照明光束口径尽可能一致。 二、照明系统的基本结构型式 §10-8 投影系统中的光能计算 已知投影系统结构参数，求像平面光照度 已知像平面光照度，求投影系统和照明系统结构参数 【例1】 假定一个35mm的电影放映机，采用电弧作光源，要求屏幕照度为100lx，放映机离开银幕的距离为50m，银幕宽7m，求放映物镜的焦距和相对孔径。 35mm电影机的片框尺寸 为21×16mm2，要求放映物镜的放大率为 根据放大率公式 ， 由于像距比焦距大得多，所以x′≈l′=50000mm。 将β=-333代入以上公式，得 f′=－x’/β=-50000/(-333)=150mm 根据像平面光照度公式有  假定整个系统的透过率为0.5，电弧的光亮度由表6-4查得为 代入 上式，得 要求物镜的口径为   放映物镜的相对孔径为  根据放映物镜的相对孔径和投影面积的要求，就可以进行照明系统光学特性的计算。 假 定片门离照明反射镜的距离为850mm， 由图，反射镜的口径D反为：  如果电弧焰口的直径为9mm，而片门的对角线尺寸为27mm，为了使照明反射镜 所成的像大于投影面积，假定反 射镜将电弧放大3.5×，焰口像的最大尺寸为 y′=βy=3.5×9=31.5mm D反 850 f’ 由放大率β=-3.5，像距l′=850mm，就可以求得照明反射镜的焦距