工程光学（胡冬梅）第02章 理想光学系统.pptVIP

1）垂轴放大率 2）角放大率 定义目视光学系统的视角放大率： ★显微镜视角放大率： 例2：显微镜系统 物镜的垂轴放大率： 眼睛 物镜 目镜 一、透镜的分类 球面透镜（工艺简单） 非球面透镜（像质更好，工艺复杂） d tm 凸透镜 d tm 凹透镜 tm d 分类： （双凸，平凸，月凸） （双凹，平凹，月凹） 2-6 透镜 薄透镜 忽略厚度d，且两主面重合。 但上图中黄色双弯月透镜不能视为薄透镜 H H’ 二、透镜参数计算 r n’ C O n 由： 得： 透镜是由两个折射球面组成的光组。 对于单个折射球面： F F’ Q Q’ -f f ’ H H’ n=1 n=1 r1 n O1 H1 H1’ F -lF lF ’ F’ r2 O2 H2 H2’ d H H’ -f f ’ -lH’ lH 对于透镜可得： 由光组组合公式还可导出 lH、lH’、lF、lF’： n=1 n=1 r1 n O1 H1 H1’ F -lF lF ’ F’ r2 O2 H2 H2’ d H H’ -f f ’ -lH’ lH 注意： f 、f ’、lH、lH’、lF、lF’的起点和终点。 各种形状透镜的基点、基面示意图见教材P36-38。 小结： 1、轴向放大率 2、角放大率 3、节点： 过节点的入射光线出射后不改变方向。 5、典型光学系统：了解光路特点、视放大率等。 4、理想光学系统的组合：两光组组合、透镜的f 、f ’、 lH、lH’、lF、lF’计算公式；光焦度； 显微镜视角放大率 望远镜放大率 放大率比较表 单个折射球面放大率计算 理想光学系统放大率计算 物像方处于不同介质 物像方处于相同介质 垂轴放大率β 轴向放大率α 角放大率γ 拉赫不变量J 作业P38-39： 3；6；7；9 图2-17c图解法求像自行做一遍 * 物方焦点的共轭点为无限远的轴上像点。 上篇 几何光学与成像理论 南阳理工学院 电子与电气工程学院 胡冬梅 第二章 理想光学系统 第一节 理想光学系统与共线成像理论 第二节 理想光学系统的基点和基面 第三节 理想光学系统的物像关系 第四节 理想光学系统的放大率 第五节 理想光学系统的组合 第六节 透镜 2-1 理想光学系统与共线成像理论 对任意大的空间、以任意宽的光束都能成完善像的光学系统。 —— 高斯光学（Gaussian Optics） 一、理想光学系统 共线 成像 二、共轴理想光学系统的成像性质 （1）位于光轴上的物点的共轭像点必在光轴上； （2）过光轴的任意截面成像性质相同，并对称于 光轴； （3）垂直于光轴的物平面 所成的共轭像与物几 何相似，共轭像平面 也垂直于光轴。 （4）利用已知的共轭点/面能求其它物像关系。 如：已知2对共轭面 已知1对共轭面及放大率，或已知2对共轭点 2-2 理想光学系统的基点和基面 一、无限远轴上物点和它对应的像点F ★ 像方焦点F，像方焦平面； ★ 像方主点H‘ 和主平面QH； ★ 像方焦距： 无限远轴外物点发出的光线，其共轭像点位于像方焦平面上。 ★ 物方焦点F及焦平面； ★ 物方主点H及主平面QH； ★ 物方焦距： 三、物方主平面与像方主平面间的关系 ★ 共轭面：QH，QH 二、无限远轴上像点对应的物点F ★一对主点、一对主平面； ★一对焦点、一对焦平面； ★一对节点、一对节平面； 共轴理想光学系统的基点和基面包括： （共轭） （非共轭，f和f ’不一定相等，焦距一般是指f ’） 理想系统的焦点、主点确定后，焦距也就随之确定，该理想系统的模型也就完全确定了，从而可方便地建立理想光学系统图解法和解析法求像理论。 1）平行于光轴的光线，经系统后必经过像方焦点； 2）过物方焦点的入射光线，经系统后平行于光轴； 3）倾斜于光轴入射的平行光束，经过系统后出射光束 交于像方焦平面上的一点； 4）自物方焦平面上一点发出的光束，经系统后成倾斜 于光轴的平行光束出射。 5）