[理學(xué)]應(yīng)用光學(xué)chapter(已修改)
2025-01-31 07:39 本頁面
【正文】 應(yīng)用光學(xué)講稿 第五章 成像系統(tǒng)中光束的選擇 應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 前面的研究沒有對光學(xué)零件的大小加以限制 ? 組成光學(xué)系統(tǒng)的所有零件都有一定的尺寸大小 ? 實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)除了應(yīng)滿足前述的 物象共軛位置關(guān)系和成像放大率 的要求外，還要有一定的成像范圍 應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 由一點(diǎn)發(fā)出能進(jìn)入透鏡或光學(xué)系統(tǒng)的光束，其立體角大小決定于透鏡的直徑。 167。 51 光闌及其作用 ? 裝夾透鏡和其他零件的金屬框的內(nèi)孔邊緣就是限制光束的光孔，這個光孔對光學(xué)零件來說被稱為“ 通光孔徑 ” 應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 光闌的定義 ? 夾持光學(xué)零件的金屬框（透鏡框、棱鏡框）或者人為設(shè)置的裝置限制了成像光束的大小， 光學(xué)中這種限制成像光束的光孔稱為光闌。 ? 有些光孔的大小是可變化的，這種光闌稱為 “可變光闌” 應(yīng)用光學(xué)講稿 光闌在光學(xué)系統(tǒng)中的作用： ? 決定像面的照度。 ? 決定系統(tǒng)的視場。 ? 限制光束中偏離理想位置的一些光線，用以改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量 ? 攔截系統(tǒng)中有害的雜散光 光闌是實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)成滿意（完善）像必不可少的零件。 應(yīng)用光學(xué)講稿 光闌按上述的作用分為： ? 孔徑光闌 ? 視場光闌 ? 漸暈光闌 ? 消雜光光闌 孔徑光闌： 它是 限制軸上物點(diǎn)成像光束立體角（錐角）的光闌。 也就是起到?jīng)Q定能通過光學(xué)系統(tǒng)的光能（即像平面照度）作用的光闌。 應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 視場光闌 –限制物平面或物空間能被光學(xué)系統(tǒng)成像的最大范圍的光闌稱為視場光闌 ? 視場： –物平面或物空間能被光學(xué)系統(tǒng)成像的最大范圍稱為視場 應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 漸暈光闌 –光闌以減少軸外像差為目的，使物空間軸外點(diǎn)發(fā)出的、原本能通過上述兩種光闌的成像光束只能部分通過，這種光闌稱為漸暈光闌 ? 漸暈 –由于軸外點(diǎn)成像光束部分被遮擋，造成像的邊緣部分亮度比像平面中心暗，這種現(xiàn)象叫漸暈 應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 消雜光光闌 – 這種光闌不限制通過光學(xué)系統(tǒng)中的成像光束，只限制那些從非成像物體射來的光、光學(xué)系統(tǒng)各折射面反射的光和儀器內(nèi)壁反射的光等，這些光闌稱為消雜光光闌。 物鏡 消雜光光闌 分劃板 應(yīng)用光學(xué)講稿 167。 52 孔徑光闌、入瞳、出瞳 一、孔徑光闌的確定 當(dāng)實(shí)際光組中有多個光闌時，確定方法為： ⑴ ： 各個光學(xué)孔徑 成像到物空間 ； ⑵ ： 由物點(diǎn)向光闌像邊緣引光線，找出光線與光軸的夾角； ⑶ ： 夾角最小者 所對應(yīng)的光闌即為孔徑光闌 。 確定方法可以通過圖解法，也可以通過解析法。 應(yīng)用光學(xué)講稿 ?例 已知一光學(xué)系統(tǒng)由三個零件組成，透鏡 1其焦距 f1′= f1 =100mm，口徑 D1 = 40mm；透鏡 2的焦距 f2′= f2 =120mm，口徑 D2 = 30mm，它和透鏡 1之間的距離為 d1 = 20mm；光闌 3口徑為 20mm，它和透鏡 2之間的距離 d2 = 30mm。物點(diǎn) A的位置 L1 = 200mm，試確定該光組中，哪一個光孔是孔徑光闌。 A3D2D1D1L 2d1dF1,F2 應(yīng)用光學(xué)講稿 圖解法 為了使各光闌和物點(diǎn) A產(chǎn)生直接聯(lián)系，把它們?nèi)砍上竦轿锟臻g去。 39。3D39。2D3D2D1D應(yīng)用光學(xué)講稿 由物點(diǎn)向各個像邊緣引光線，得到夾角最小者所對應(yīng)的光闌即為孔徑光闌 。 D’1 D’2 D’3 應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 解： 1的前面沒有任何光組，所以它本身就是在物空間的像。 透鏡 2 在透鏡 1的右邊，要使它成像光線須自右向左，屬于反向光路。而牛頓公式和高斯公式皆由正光路導(dǎo)出，符號規(guī)則也由正光路規(guī)定，不可隨便用于反光路。 解析法： 方法：認(rèn)為透鏡 2是像，求物。 應(yīng)用光學(xué)講稿 1001120139。1139。12122?????lfllmml 252 ?因?yàn)? f1’= f1 =100mm， l 2’ = 20mm，利用高斯公式： 3D2D1D2d1dF1,F2 應(yīng)用光學(xué)講稿 252039。39。2222 ????llyy?mmy475152 ??? 3. 再求光闌 3被前面光組所成的像 。 ? 必須注意： 為了求得光闌 3在物空間的像，要使它分別對透鏡 2成像。 應(yīng)用光學(xué)講稿 同理，求得光闌 3在物空間的像 mmy31003 ?mml 1503 ?mm25mm150D’1 D’2 D’3 mm200應(yīng)用光學(xué)講稿 ? 物點(diǎn) A對光闌 D1’ 的張角 1020220200 11 .Dt gu ???12122514752 ??t gu135 01310 03 ??t gu
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