《应用光学》.ppt
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应用光学第3章 理想光学系统3.1 理想光学系统的概念及性质3.2 理想光学系统的基点和基面、焦距3.3 理想光学系统的成像3.4 理想光学系统的组合3.5 透镜3.1 理想光学系统的概念及性质3.1.1 理想光学系统的概念3.1.2 理想光学系统的性质实际的光学系统要求用一定宽度的光束、对一定大小的范围成像。
在估计其成像质量时,需利用理想光学系统成像的概念。
如果光学系统对任意大的范围,以任意大的光束成像都是完善的,这样的光学系统便定义为理想光学系统。
1)物空间的每一点对应于像空间中的一点,且只有唯一的一点与之相对应,这两个对应点称为物像空间的共轭点。
2)物空间中的每一条直线对应于像空间中的一条直线,且只有唯一的一条直线与之相对应,这两条对应直线称为物像空间的共轭线。
3)物空间的任意一点位于直线上,那么其在像空间内的共轭点也必位于该直线的共轭线上。
4)物空间中的任一平面对应于像空间中的一个平面,且只有唯一的一个平面与之相对应,这两个对应平面称为物像空间的共轭面。
3.2 理想光学系统的基点和基面、焦距3.2.1 焦点、焦平面3.2.2 主点和主平面3.2.3 焦距3.2.4 节点和节平面图3-1 基点和基面图3-2 无限远轴外点和物方焦平面上点发出的光束a)无限远轴外点发出的光束 b)物方焦平面上点发出的光束如图3-1所示,延长入射光线A1E1和出射光线GkF′得交点Q′,同样延长光线A′kEk及物方的共轭光线G1F交于Q点。
根据光路的可逆性,物方光线FG1入射于光学系统后,其像方光线必沿E kA′k出射,物方光线A1E1入射于光学系统后,其像方光线必沿GkF′方向出射,显然Q和Q′是一对共轭点,分别过Q和Q′作垂直于光轴的平面QH、Q′H′交光轴于H点和H′点,此两平面同样也是共轭的。
由图可知QH=Q′H′=h,故其放大率β=+1,称这对放大率为+1的共轭面为主平面,QH称为物方主平面(前主面或第一主面),Q′H′称为像方主平面(后主面或第二主面)。