光电子技术第课.ppt

光电子技术第二十课 王炜路 TelQQEmail：wlwang@ecit.cn 精彩回顾 望远镜系统 目视光学仪器的两个要求 扩大视角 出射平行光 显微镜是将近物成像于无限远，望远镜使无限远物体成像在无限远，所以望远镜是一个无焦系统 由于是无焦系统，物镜的象方焦点和目镜的物方焦点应重合，光学间隔 ?＝0 一 望远系统的结构及参数 1.结构形式 2.视觉放大率 由于物体在无限远，同一目标对仪器的张角（即望远镜的物方视场角）完全可以认为是相等的，同为?， 通过望远镜之后，物体的像对人眼的张角就是系统的像方视场角?? D 和 D? 分别是入瞳和出瞳直径 视觉放大率与物体位置无关,仅仅取决于望远镜系统的结构参数 当目镜焦距一定时，视觉放大率大要求物镜焦距长，导致筒长增大。 Γ可正可负，取决于f‘目的符号，望远物镜只能是正透镜 1.当物镜和目镜都为正焦距时，如开普勒望远镜，则放大率为负值，系统成倒立的像 2.而物镜的焦距为正，目镜焦距为负时，如伽利略望远镜，则放大率为正值，系统成正立的像 二 望远系统的放大率及工作放大率 1、望远系统的分辨率：用极限分辨角φ表示 按瑞利判断：φ＝140″/D 即：入射光瞳直径D越大，极限分辨率越高。 2、视觉放大率和分辨率的关系 φ Г＝60″，Г＝60″/φ＝D/2.3 望远镜的视放大率越大，它的分辨精度就越高 3、有效放大率（正常放大率）：望远镜的正常放大率应使望远镜能分辨的眼睛也能分辨 4、工作放大率： ?按正常放大率设计的望远镜观测时易于疲劳，所以设计望远镜时，工作放大率宜大于正常放大率，工作放大率常为正常放大率的1.5～2倍 Г＝D 三 望远镜的视场 物镜框是孔径光阑，也是入瞳 出瞳在目镜外面，与人眼重合 物镜的后焦面上可放置分划板，分划板框是视场光阑 望远镜的物方视场角 y’视场光阑半径 开普勒望远镜的视场2ω一般不超过15度 物镜的光学特性主要有三个：焦距 f 物? 、相对孔径和视场 2? 2. 相对孔径 4.常用物镜结构 折射式望远物镜 双胶物镜 双分离物镜 双单/单双 三分离 适合小口径望远镜 反射式望远镜物镜 优点： 重量轻 完全没有色差，各种波长的光所成像严格一致 可以在紫外到红外很大波长范围内工作 这种系统对玻璃材料在光学性能上没有特殊要求,反射镜的材料比透镜的材料容易制造，特别对大口径零件更是如此 大口径的望远镜都采用反射式 反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛 反射表面磨制的要求是很高的,再加上需经常重新镀反射面及部件组装、校正的困难，反射系统在科普望远镜中应用受到限制 1.牛顿系统 一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成 2 格里高里系统 一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成 3 卡塞格林系统 一个抛物面主镜和一个双曲面副镜构成 对轴上点成像理想，但对轴外点存在很大像差，视场范围有限，为获得较大视场，在像面附近加入透镜式视场校正器 五 目镜 相当于放大镜，属于短焦距中等孔径大视场系统 作用：将物镜所成的像再放大从而成像在无穷远处 光学特性主要有三个： 像方视场角 相对出瞳距 工作距离 1.目镜视场 tgω＝Гtgω 目镜的视场取决于望远镜的视觉放大率和物方视场角 当目镜的视场 一定时,增大望远镜的视放大率必然减小整个系统的视场 2.出瞳距：出瞳到目镜后表面的距离 出瞳直径:出瞳位于目镜的后焦平面附近,直径一般为2-4 mm 出瞳距视仪器要求而定 相对出瞳距：是其与目镜焦距之比 3.工作距： 目镜第一面的顶点到物方焦平面的距离 4.视度调节 为使目视光学仪器能适应各种不同视力的人使用，可以改变目镜的前后位置，使仪器所成的像不再位于无穷远，而是位于目镜前方或后方一定距离上，以适应近视或远视眼的需要 课堂测试 1.比较Galilieo和Kepler望远镜的优缺点。（4分） 2.画出开普勒望远系统原理图（4分） 3.证明视觉放大率公式（4） * * 由一个或若干个光学零部件组 成的具有所需光学功能的系统。 光学系统 开普勒望远系统，物镜和目镜都是正透镜 伽利略望远镜的物镜是一块正透镜，目镜是一块负透镜 结构紧凑，筒长短，较为轻便，光能损失少，并且使物体呈正立的像。 望远，但需加倒像系统 一般用作扩束 望远镜成倒像 望远镜成正像 镜筒长：L ＝f’物＋f’目 镜筒短：L＝f’物－f目 y’物为实像 y’物为虚像 f‘目0 f‘目0 Kepler Galilieo 光阑就是控制光束通过多少的设备。用于调节通过的光束的强弱 四 望远镜的物镜 1. 焦距