应用光学球面与共轴球面系统.ppt

一、 光线经过单个折射面的折射 2. 符号法则（便于统一计算） 规定光线从左向右传播 a）沿轴线段 L、L′、r 以O为原点， 与光线传播方向相同，为“＋” 与光线传播方向相反，为“－” b）垂轴线段 h 在光轴之上，为“＋” 在光轴之下，为“－” c）光线与光轴夹角U、U′ 以光轴转向光线成的锐角来度量， 顺时针为“＋” 逆时针为“－” d）光线与法线夹角I、I′ 以光线转向法线成的锐角来度量，顺时针为“＋” 逆时针为“－” e）光轴与法线的夹角φ 以光轴转向法线成的锐角来度量，顺时针为“＋” 逆时针为“－” f）折射面的间隔d，一般取“＋” g）所有参量是含符号的量，但图示标为参量的大小。 二、 远轴光的计算公式（实际光线光路计算） 给定n、 n′、r，已知L、U，求解L′、 U′ 其中U、 U′较大，远轴光线成像（大光路） 三、 近轴光计算公式（小光路光线计算公式） U、U′、I、I′很小，正弦值可用弧度代替。 （基本量均小写） 四、 常用推导公式 a： （物象方的截距与孔径角之积不变） b：阿贝不变量 (物象方的折射率、球面半径和截距之间的关系) Q随物象共轭点位置变化而变化。 c： (u′、u关系) d: （常用的物象位置关系） § 2－2 单个折射球面的成像放大率、拉赫不变量 说明：a) β取决于n、 n′、l′、l b) β 0，l 、l′同号，物象同侧，虚实相反 β 0，l 、l′异号，物象异侧，虚实相同 c) β 0，成正象 β 0，成倒象 d) β 1，成放大象 β 1，成缩小象 b）轴上大线段 3. 角放大率：共轭光线与光轴的夹角u′和u的比值 § 2－3 共轴球面系统 探讨方法— 将光线的光路计算公式及放大率公式反复应 用于各个折射面，分别求出各面的u、 u′、l 、 l′、 β、α、γ、y、y′J、J′、Q、 Q′。 转面公式— 前后相邻面之间的基本量的转化关系。 2. 转面公式 原则：前一折射面的象为后一面的物 ，前一面的象空间为后一面的物空间 n2 ＝ n1′， n3 ＝ n2′ …… nk ＝ nk-1′ u2 ＝ u1′， u3 ＝ u2′ …… uk ＝ uk-1′ y2 ＝ y1′， y3 ＝ y2′ …… yk ＝ yk-1′ l2 ＝ l1′- d1 ， l3 ＝ l2′- d2 …… lk ＝ lk-1′- dk-1 h2 ＝ h1 - d1u1′ ， h3 ＝ h2 – d2u2′ …… hk ＝ hk-1 – dk-1uk-1′ 各面近轴光线成像公式： 意义： J对整个光学系统的每个折射面的物象空间都是不变量，可用J来 校对光路计算是否正确。 令 n′= -n， * * 第二章 球面与共轴球面系统 § 2－1 光线光路计算与共轴光学系统 共轴球面系统— 光学系统一般由球面和平面组成， 各球面球心在一条直线（光轴）上。 物象关系的研究方法— 光线的光路计算。逐面计 算物象的大小、虚实、正倒、位置等特性。 子午面— 包含物面与光轴的截面。 O E A A′ I I′ C r -L L′ h n n′ -U U′ φ 基本参量 E－折射点 OE－折射球面 U 、U′－ 物象方孔径角 O－顶点 h－入射高度 n 、n′－物象方空间折射率 C－球心 r－球面曲率半径 I 、I′－入、折射角 A 、A′－物点、象点 L、L′－物距、象距 φ －法线与光轴夹角 O E A A′ I I′ C r -L L′ h n n′ -U U′ φ 3）物点位于物方无限远时，