【2017年整理】第5章 光学系统中成像光束的选择.ppt

如前所述，对一个光学系统出射瞳孔距离的要求，实际上就是对系统出射光束位置的要求。因此，当孔径光阑象的位置不确定的情形下，可以直接根据光束的位置来确定出射瞳孔位置。 现在来分析周视瞄准镜的情形。由于道威棱镜有一定的长度，和光轴成一定夹角的斜光束被棱镜的两端所切割，斜光束宽度小于轴向光束口径，存在渐晕，如图5-13所示。 ? 图5-13 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 斜光束的中心光线，如图中P-P光线，称为“主光线”。主光线通过系统以后的交点O决定了象空间出射光束的位置，我们就把它作为出射瞳孔位置。系统的出射瞳孔距离就等于出射主光线和光轴交点到系统最后一面的距离。但系统没有渐晕时，主光线显然通过孔径光阑中心。因此出射主光线和光轴的交点就是孔径光阑在象空间的共轭象的位置，所以二者并不矛盾。和出射瞳孔相对应，入射主光线和光轴的交点位置就是入射瞳孔的位置。与入射瞳孔和出射瞳孔共轭的道威棱镜的中点O有时称为系统的名义孔径光阑。 在周视瞄准镜中，整个视场内都有渐晕，不过随着视场角的减小渐晕逐渐减小。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在有些光学系统中，并不是所有视场都存在渐晕，而是当视场大于一定范围才开始有渐晕。例如，在多数望远系统中，为了减少目镜或棱镜的尺寸，视场边缘允许有较大的渐晕，而视场中央则没有渐晕。例如图5-14中的望远系统，当视场小于w0时，没有渐晕.大于w0时，开始有渐晕，视场边缘的渐晕达50%。在这样的系统中，一般按视场中央没有渐晕的部分来确定系统的孔径光阑，出射瞳孔就是物镜框通过系统所成的象。 图5--14 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 当系统的成象光束位置（即孔径光阑位置)和渐晕大小确定以后，就可以计算出各个光学零件的尺寸。因此，如何选择成象光束位置，即如何限制光束，是进行光学系统外形尺寸计算时首先需要考虑的问题。 通过对前面两个实际光学仪器选择成象光束的分析可以看到，光学系统中成象的光束位置，即系统的光束限制情况，直接影响仪器的外形尺寸和各个光学零件的大小和重量。在军用光学仪器中，对它们都有比较严格的要求，因此，在这些仪器中，大都根据外形尺寸来选择系统的成象光束位置，决定系统中限制光束的方式。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 显微镜也是由物镜和目镜两部分组成，在一般情形下，系统中成象光束的口径由物镜框限制，物镜框就是孔径光阑，如图5-15所示。 ? 图5-15 位于目镜物方焦面上的圆孔光阑或分划镜框限制了系统的成象范围，称为系统的视场光阑。 5.4 显微镜中的光束限制和远心光路 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在显微镜中，成象范围不用视场角表示，而直接用成象物体的最大尺寸表示。一般显微镜视场光阑的直径大约为20毫米，它就决定了物镜的视场。根据垂轴放大率公式： 将y=20毫米代入上式，得显微镜的最大视场为 例如一个“40×” 的显微镜物镜的最大视场线大约只有0.5毫米。 ? （5-2） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0