光电检测第2章 第1-2节.ppt

* 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二章 理想光学系统 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第一节 理想光学系统与共线成像理论 一、理想光学系统： 1、引入理想光学系统的意义 几何光学设计研究的根本目的：得到满足多方面要求的完善像 能有满足多方面要求并成完善像的实用系统吗？ 近轴条件能令实用系统满足要求吗？ 设想存在这样的理想系统，有了这样的理想光学系统后，则可： （1）指明了实际系统的设计方向和目标； （3）提供了衡量实际系统成像质量的标准。 （2）提供了方便的研究方法和工具； 近轴光学系统？ 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第一节 理想光学系统与共线成像理论 一、理想光学系统： 2、理想光学系统 将近轴区完善成像扩展到任意大的空间中，以任意宽的光束都成完善像的理想模型。 共轭：一个物点对应一个唯一像点，线对应一个线的物像对应关系。 共线成像：点对点，直线对直线，平面对平面的成像变换。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第一节 理想光学系统与共线成像理论 二、共轴理想光学系统性质： （一）位于光轴上的物点对应的共轭像点也必然位于光轴上；位于过光轴的某一个截面内的物点对应的共轭像点必位于该平面的共轭像面内；同时，过光轴的任意截面成像性质都是相同的。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第一节 理想光学系统与共线成像理论 二、共轴理想光学系统性质： （二）垂直于光轴的平面物所成的共轭平面像的几何形状完全与物相似，也就是说在整个物平面上无论哪一部分，物和像的大小比例等于常数。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第一节 理想光学系统与共线成像理论 二、共轴理想光学系统性质： （二）一个共轴理想光学系统，如果已知两对共轭面的位置和放大率，或者一对共轭面的位置和放大率，以及轴上的两对共轭点的位置，则其它一切物点的像点都可以根据这些已知的共轭面和共轭点来表示。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第一节 理想光学系统与共线成像理论 二、共轴理想光学系统性质： （二）一个共轴理想光学系统，如果已知两对共轭面的位置和放大率，或者一对共轭面的位置和放大率，以及轴上的两对共轭点的位置，则其它一切物点的像点都可以根据这些已知的共轭面和共轭点来表示。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二节 理想光学系统的基点与基面 一、无限远轴上物点和它对应的像点： （一）无限远轴上物点发出的光线： 无限远轴上物点发出的光线平行于光轴 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二节 理想光学系统的基点与基面 一、无限远轴上物点和它对应的像点： （二）像方基点、基面： 像方焦点：F’ 像方焦平面： 像方主平面： 像方焦距： 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二节 理想光学系统的基点与基面 一、无限远轴上物点和它对应的像点： （三）无限远轴外物点发出光线成像： 一束相互平行的光线经过系统以后，一定相交于像方焦平面上的某一点，这一点就是无限远轴外物点的共轭像点。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二节 理想光学系统的基点与基面 二、无限远轴上像点对应的物点： （一）物方基点、基面： 物方焦点：F 物方焦平面： 物方主平面： 物方焦距： 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二节 理想光学系统的基点与基面 二、无限远轴上像点对应的物点： （二）无限远轴外像点对应物点： 物方焦平面上的某一点和无限远轴外像点是一对共轭点。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二节 理想光学系统的基点与基面 三、物方主平面与像方主平面之间关系： 1、作图 共轭点：Q与Q‘ 共轭面：QH与Q’H’ 2、共轴理想光学系统的基点、基面： 一对主点和主平面，一对焦点和焦平面，一对节点。 能源与动力工程学院 能源与动力工程学院 第二节 理想光学系统的基点与基面