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《幾何光學概論(柏毅)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、幾何光學概論主講人：吳柏毅1光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室OUTILNEBasicLawLensStopsAberrationResource2光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室1.BasicLaw光的直線傳播定律Thelawsofreflectionandrefraction(反射與折射定律)Totalinternalreflection(全反射)3光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室光的直線傳播定律光在均勻介質(zhì)裡沿直線傳播。實例在點光源的照射下，在不透明的物體背後出現(xiàn)清晰的影子。光的可逆性原理光具有可逆性(reversibility)，若以像當作物，則光線由右至左經(jīng)系統(tǒng)後，所成的像必為原來的物。
2、4光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室TheLawsofReflectionandRefraction(反射與折射定律)實驗表明:反射線與折射線都在入射面內(nèi)反射角等於入射角Snell’sLawnisinθi=ntsinθt5光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室TotalInternalReflection(全反射)全反射臨界角當光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，當入射角θr增至臨界角時，折射角θt=90°。(nisinθi=ntsinθt)全反射的應用光纖利用全反 射來傳輸光線6光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室2.Lens(透鏡)透鏡是折射元件(改變光線透射能量分佈方式)Lensmaker’sformula
3、Gaussianlensformulalight7光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室Twothinlensesgotintocontact焦距f1Fo=Fi=FFiseffectivefocallength焦距f2OpticalaxisFoFi8光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室圓心在曲面的右邊→正的圓心在曲面的左邊→負的曲率半徑的正負值判斷9光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室透鏡形狀因子X焦距相同時，判斷鏡片彎曲程度C值為曲率半徑的倒數(shù)形狀因子X=0，鏡片為對稱結(jié)構(gòu)X=±1，一鏡面為平面X絕對值大於1，值愈大鏡面愈彎曲，高階像差愈大10光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室3.Stops(孔徑光欄)限制進入系統(tǒng)的光
4、能量Stops可以用來減少像差11光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室Aperturestop&FieldstopAperturestop：限制進光量Fieldstop：限制視野12光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室Entrancepupil(入瞳)&Exitpupil(出瞳)入瞳：從物空間看到A.S的像，決定進入系統(tǒng)的光錐大小出瞳：從像空間看到A.S的像，決定離開系統(tǒng)的光錐大小13光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室PupilExample14光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室Chiefray&MarginalrayChiefray－物體上離軸點所發(fā)出光線且通過A.S中心點Marginalray－物體軸點所發(fā)出光線
5、且通過A.S邊緣15光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室PupilsandstopsforathreelenssystemMarginalChiefExitPupilEntrancePupilChiefray沿著入瞳中心點的延長線進入系統(tǒng)，沿著出瞳中心點的延長線離開系統(tǒng)16光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室F-number(F-數(shù)值)F數(shù)值是光通過鏡頭量大小的表示。F數(shù)值愈小表示通過的光量多，F(xiàn)數(shù)值是焦距長和有效開口的比值。D:入瞳的直徑f:焦距長17光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室N.A.(數(shù)值孔徑)數(shù)值孔徑(numericalaperture)以符號N.A.表示，通常用於定值成像系統(tǒng)中。我們定義N
6、.A.為N.A.=nsinψN.A.值與F-number都是描述系統(tǒng)光通量的物理量，對一個無限遠的物而言，它們之間的關(guān)係是18光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室F/#&N.A.→描述系統(tǒng)聚光的能力N.A↑=>F/#↓=>錐角大，聚光能力大N.A↓=>F/#↑=>錐角小，聚光能力小19光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室ExamplesofF/#Thesmallerthef-number,thelargeritistheaperture.20光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室4.Aberration(像差)像差：實際成像與理想像差之差異理想實際補償21光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室像差型成的原因A.S.的位置折射
7、率的大小鏡片形狀22光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室軸外像差隨A.S.位置改變A.S.相同，位置不同軸上像差相同，軸外不同光圈愈遠，鏡片愈大23光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室像差隨折射率改變兩圖的焦距及A.S相同，但折射率不同，有不一樣的成像品質(zhì)n=1.4n=1.624光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室像差隨鏡片形狀改變焦距、A.S.相同，但形狀不同造成像差亦不同。25光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室Tangentialplane(子午面)與Sagittalplane(弧矢面)一般只分析子午面和弧矢面成像特性26光電系統(tǒng)模擬設(shè)計實驗室像差分類像差(Aberration)球面Spherical慧差Com
