20150924.L03理想系统成像规律透镜选编.ppt

* Optical Surfaces * * 5. 透镜及其组合的应用 * * * * Spatial filtering of absorption images of a atom Streed, et al., Nature Communications, 3(933),2012 * Laser to fiber * 作业：双球面反射镜系统由主镜O1和次镜O2构成，总焦距f’=500mm. 若要求将无限远目标成像在主镜后20mm处，且次镜垂轴放大率为β2=5，求主镜次镜曲率半径及两镜间隔。 * 思考：玻璃球中心有一图案，观察此图案时，像的位置及大小？若将玻璃球用作透镜，其主平面位于何处？ * 平行四边形 * Surface quality is to be specified by a number such as 60/40. The first digits relate to the maximum width allowance of a scratch as measured in microns. and the next digits indicate to maximum diameter allowance for a dig in ten microns or hundredths of a millimeter. Thus, a surface quality callout of 60/40 would permit a scratch width of 60um and a dig diameter of 400um. 太原理工大学物理系 王安帮 wanganbang@tyut.edu.cn Applied optics 应用光学 应用 太原理工大学物理系 王安帮 wanganbang@tyut.edu.cn #03 理想光学系统 透镜 光信息2013 行远楼A102 2015,09,24 * 理想光学系统成像规律及求解 近轴球面 ? 理想系统 * 焦距：从球面顶点作为起始点到焦点 焦点已经具有普适的物理含义，那么顶点（顶点所处的平面）呢？ 2. 顶点所处的平面： 1. 焦点：平行光的汇聚点 垂轴放大率=1的一对共轭点：主点 （顶点?主点） 近轴球面 ? 理想系统 * 3. 角放大率γ=1 的特殊点？ 球心C（虚物实像重合） 出射光线（过C’）//入射光线（过C）? 节点 理想系统可由三对点表示 * 焦点 （1）F与F’不是共轭点 F ’ 共轭于 轴上无穷远物点 F 共轭于 轴上无穷远像点 （2）焦距的计算 物像主平面上投射高相等 单个球面的主点与顶点重合 线段长度以主点为起始点 出射光线 // 入射光线 置于空气中的系统，节点与主点重合 * §2.7 图解理想光学系统 ① ④ ② ③ ⑥ ⑤ * * F1’ F2 C F F’ F J J’ * §2.8 理想系统成像规律---解析法 * 例1 一架幻灯机的投影镜头 f’=75mm,当屏由8m移至10m时，镜头需要移动多少距离？方向如何？ * §2.9 理想光学系统的组合---双光组 * * * * 焦距公式的光焦度表示： 3. 主点的位置 焦距公式： * 4. 垂轴放大率 A F F1 H1 H1’ H2’ H2 按牛顿公式 物点对组合系统的物距-x,对第一光组的物距-x1, 组合系统物方焦点距第一系统焦点的距离-xF 表明，双光组系统（已知各自的焦距）的垂直放大率，可由物点相对于第一光组物方焦点的距离x1直接求得。 * 例2 一组合系统由薄正透镜和薄负透镜组成，两者的焦距分别为20mm和-20mm，间隔为10mm；当一物体位于正透镜前方100mm处，求组合系统的垂轴放大率及像的位置。 * 透 镜 * §2.10 最简单的双光组---单透镜 薄透镜焦距： * 例3 一个双凸薄透镜两表面半径分别为r1=50mm,r2=-50mm,求该系统位于空气和侵入水（n=1.33）中的焦距分别为多少？透镜材料的折射率n=1.5. * 1. 单透镜的结构及特征量 D 通光口径 Tc 中心厚度 Te 边缘厚度 P1，P2 物像方主点的位置（到对应球面顶点的距离） EFL （有效）焦距 FFL 前焦长：物方焦点到前球面的距离 BFL 后焦长：像方焦点到后球面的距离 f/# = f’/D ~ 1/(2NA) * 2. 单透镜类型 * 双凸透镜一般为正透镜。试求其为正透镜的条件？ 平凸透镜恒为正透镜。物方主平面与凸面相切与其顶点；像方主平面位于透镜内部。 * 双凹透镜恒为负透镜。 平凹透镜恒为负透镜。物方主平面与凹面相切与其顶点；像方主平面位于透镜内部。 * 3. 成像规律例举---正透镜 * Thin lens im