工程光學(xué)基礎(chǔ)第5章光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-04-16 06:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 子午面外的空間光線光路計(jì)算 167。 像差理論 二、子午面內(nèi)的光線光路計(jì)算 39。39。1139。139。39。11111k)39。/39。(39。39。39。/)/,0,( /)(kkkkkkknnuudllruriliiuunniirhiulrurli???????????????????題。統(tǒng)，還存在逐次換面問個(gè)折射面組成的光學(xué)系對(duì)于有時(shí)當(dāng)：求出理想像的位置和大小 a. 軸上點(diǎn)近軸光線光路計(jì)算（第一近軸光線光路計(jì)算） 校對(duì)公式： h = l u = l ’ u’ 或者用 J = n’ u’ y’ = nuy l 1 l z1 U Uz1 y1 o1 ok U’ zk U’ k z’ z l ’zk l ’k y’ K 入瞳 出瞳 a. 軸上點(diǎn)遠(yuǎn)軸光線光路計(jì)算 sinI=(Lr)/sinU (當(dāng) L1=∞時(shí)， U1=0,sinI1=h1/r1) sinI’ =nsinI/n’ U’ = U + II’ L’ = r + rsinI’ /sinU’ 過渡公式 Lk=L’ k1dk1 Uk=U’ k1 Nk=n’ k1 由于實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)與近軸成像或理想光學(xué)系統(tǒng)之間的差別造成的成像缺陷 。 光學(xué)系統(tǒng)本身的物理?xiàng)l件 : 一定的視場(chǎng)和孔徑或具有一定寬度的光束成像 像差 單色像差（球差、慧差、像散、場(chǎng)曲、畸變） 色差（位置色差和倍率色差） 三、像差 1 像差的基本概念 如果成像系統(tǒng)： 1）不能將一個(gè)物點(diǎn)唯一地變換成一個(gè)像點(diǎn)； 像差 單色像差 (monochromatic aberration) 色差 (chromatic aberration) 或者 2）物像平面上各點(diǎn)的線放大率不同 u u’ P P’ ?!9!7!5!3sin9753 uuuuuu ?????uu ?si n近軸條件下： 單色像差的來源 球面 系統(tǒng)在 近軸條件 下可以 理想成像 物像一一對(duì)應(yīng) 非近軸情況下，三次冪以上項(xiàng)不能忽略 u u’ P P’ ?!9!7!5!3sin9753 uuuuuu ?????出現(xiàn)三級(jí)以上像差 球面系統(tǒng)不能理想成像 三級(jí)像差 (或初級(jí)像差 )5種： 1) 球差 (spherical aberration) 2) 慧差 (a) 3) 像散 (astigmatism)和場(chǎng)曲 (curvature of field) 4) 畸變 (distortion) ?!9!7!5!3sin9753 uuuuuu ?????2 球差 (Spherical aberration) 軸上物點(diǎn)發(fā)出的大孔徑光線不聚焦于一點(diǎn) P P 球差 近軸光線 非近軸光線 非近軸光線 非近軸光線 非近軸光線 近軸光線 F’ S’ f’ s’ 球差的定量： dL = f’ s’ F’ S’ s’ f’ ’dL 0 正球差 dL 0 負(fù)球差 圖示：不同大小球差的照片 球差的校正： 變折射率透鏡 中間折射率大 加光闌； 復(fù)合透鏡，如正負(fù)透鏡組合、 球面曲率及折射率的配合等； 非球面透鏡； 若系統(tǒng)不滿足等暈條件，其偏差用 S’ c表示，即是正弦差。物體在有限遠(yuǎn)時(shí)， 139。 39。39。si nsi n39。 39。39。 ????zc lLLUUnnS ??3 正旋差和慧差 (Coma) ★ 正弦差： 小視場(chǎng)（近軸物） 寬光束成像的不對(duì)稱。 慧差的產(chǎn)生 靠近光軸的物點(diǎn)發(fā)出的大孔徑光線不聚焦于一點(diǎn) P X Y 慧尾形的彌散像 慧差 (Coma) —— 大視場(chǎng)（稍遠(yuǎn)軸物） 寬光束成像的不對(duì)稱。 ce hhH ???dH 0 正慧差 dH 0 負(fù)慧差 慧差的定量： 不同大小慧差的照片 慧差的校正： 復(fù)合透鏡； 加光闌； 不暈點(diǎn) 同時(shí)消除了球差和慧差的一對(duì)共軛點(diǎn) 非球面透鏡； 4 像散 (Astigmatism)和場(chǎng)曲（ Curvature of field） 最小彌散圓 主光線 子午焦線 弧矢焦線 軸外物點(diǎn)發(fā)出的同心光束，水平方向和豎直方向的光線的聚焦點(diǎn)在不同平面上 像散的產(chǎn)生 像散現(xiàn)象 明
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