工程光學—光學系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2025-01-13 15:52 本頁面
【文章內容簡介】 學系統(tǒng)的理論和公式進行計算。u 但是 ， 不是所有的光學系統(tǒng)或光組都可以看成是薄透鏡光組，如廣角物鏡、大數(shù)值孔徑的高倍率顯微物鏡等。 對光學系統(tǒng)外形尺寸的要求u在進行光學系統(tǒng)的外形尺寸計算時，除了 要 保證使用條件決定的基本光學特性外，還要考慮其在技術上和物理上可否實現(xiàn)，并且要和機械結構、電氣系統(tǒng)有很好的匹配，還要具有良好的工藝性和經濟性。u一般而言，光學系統(tǒng)的外形尺寸計算要滿足三個方面要求：1）系統(tǒng)的孔徑、視場、分辨率、出瞳直徑和位置；2）幾何尺寸，即光學系統(tǒng)的軸向和徑向尺寸、整體結構布局；3）成像質量、孔徑和視場的權重等。 對光學系統(tǒng)成像質量的要求u對光學系統(tǒng)成像質量的要求和光學系統(tǒng)的用途及其類型有關，不能一概而論。 比如，對于望遠系統(tǒng)和一般的顯微鏡系統(tǒng)，一般只要求中心視場應該有較好的成像質量；又如，對于照相物鏡系統(tǒng)，則要求整個視場都要有較好的成像質量。 u傳統(tǒng)的成像光學系統(tǒng)由于有明確的 物像共軛 關系，因此設計這一類型的光學系統(tǒng)旨在通過光學系統(tǒng)的作用，即利用反射定律和折射定律改變光線的傳播方向，從而獲得高質量的像，其設計著眼點在于 信息傳遞的真實性（如有無畸變）和有效性（如是否清晰） 。對光學系統(tǒng)成像質量的要求u對于非成像光學系統(tǒng)，如照明光學系統(tǒng)，其設計 著眼點在于光能量傳輸效率的最大化，以及被照面上的照度大小和分布情況 。 這類系統(tǒng) 孔徑角和倍率較低，一般情況下對像差要求不嚴格。u考慮到光照的均勻性，孔徑角和倍率稍大的照明系統(tǒng)需要適當減小球差，對于光照均勻性要求較高的情況還需要考慮減小彗差和色差。對光學系統(tǒng)使用條件的要求u根據光學儀器的使用條件，一般要求光學系統(tǒng)具有一定的物理穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、力學性能和熱學性能等要求，以保證儀器在特定環(huán)境下能正常工作。 如，太空衛(wèi)星上的光學系統(tǒng)，由于在太空中白天和晚上溫度差異可達 一百多度 ，因此這類光學系統(tǒng)的設計要求使用的材料要有小的熱膨脹系數(shù)，其最外層的玻璃也要有較好的耐輻射性能等。再如，水下工作的攝
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