共軸球面光學(xué)系統(tǒng)ppt課件

1、7.5 共軸球面光學(xué)系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)面公式一、轉(zhuǎn)面公式 二、拉赫不變量二、拉赫不變量 三、放大率公式三、放大率公式 1、垂軸放大率、垂軸放大率 2、軸向放大率、軸向放大率 3、角放大率、角放大率四、光路計(jì)算四、光路計(jì)算 1、普通光路計(jì)算列表、普通光路計(jì)算列表 2、近軸區(qū)光路計(jì)算列表、近軸區(qū)光路計(jì)算列表 3、普通光路計(jì)算流程圖、普通光路計(jì)算流程圖docin/sundae_meng一、轉(zhuǎn)面公式根本參量共軸球面光學(xué)系統(tǒng) 成像時(shí)涉及的參量成像時(shí)涉及的參量/n1n1o1r1n2n2o2-r2nm nmomrmd1d2dm-l1l1-l2l2-lmlmy1-y1 -y2-ymA (2) 光線(xiàn)參量光線(xiàn)參量 孔徑角

2、：孔徑角： u1，u1 ，u2，u2 ，um，um。 (3) 物像參量物像參量 (a) 物像高度：物像高度： y1，y1 ，y2，y2 ，ym，ym ； (b) 物像距：物像距： l1， l1 ， l2， l2 ， ，lm， lm 。 (1) 光學(xué)系統(tǒng)參量光學(xué)系統(tǒng)參量 (a) 各球面的曲率半徑：各球面的曲率半徑： r1，r2，rm； (b) 各球面兩側(cè)的折射率：各球面兩側(cè)的折射率： n1，n1，n2，n2 ，nm，nm ； (c) 相鄰兩球面頂點(diǎn)的間距：相鄰兩球面頂點(diǎn)的間距： d1，d2，dm-1。一、轉(zhuǎn)面公式公式共軸球面光學(xué)系統(tǒng) 轉(zhuǎn)面公式轉(zhuǎn)面公式 (1) 光學(xué)系統(tǒng)參量光學(xué)系統(tǒng)參量 折射率：折

3、射率： n2n1 ，n3n2 ，nmn m1 。 (2) 光線(xiàn)參數(shù)光線(xiàn)參數(shù) 孔徑角：孔徑角： u2u1 ，u3u2 ，umu m1。 (3) 物像參量物像參量 (a) 物像高度：物像高度： y2y1 ，y3y2 ，ymy m1; (b) 物像距：物像距： l2=l1 d1，l3=l2 d2，lm=l m-1dm-1。 /n1n1o1r1n2n2o2-r2nm nmomrmd1d2dm-l1l1-l2l2-lmlmy1-y1 -y2-ymA二、拉赫不變量共軸球面光學(xué)系統(tǒng)由折射球面的拉赫不變量有由折射球面的拉赫不變量有 n1y1u1n1y1u1 n2y2u2n2y2u2 nmymumnmymum由

4、轉(zhuǎn)面公式可得由轉(zhuǎn)面公式可得 nyu n1y1u1 n2y2u2nmymumnyu1、垂軸放大率放大率闡明：闡明： b0成正立的像，成正立的像， b1成放大像，成放大像， |b|00，那么，那么dldl和和dldl同號(hào)，物像運(yùn)動(dòng)方向一樣；同號(hào)，物像運(yùn)動(dòng)方向一樣；00，那么，那么dldl和和dldl異號(hào)，物像運(yùn)動(dòng)方向相反；異號(hào)，物像運(yùn)動(dòng)方向相反； v/ /v/v/ /v/。-l1l1-l2l2-lmlm/n1n1o1r1n2n2o2-r2nm nmomrmd1d2dmy1-y1 -y2-ymAm21dldl3、角放大率放大率muu212nnnn三種放大率的關(guān)系三種放大率的關(guān)系1、普通光路計(jì)算列表共

5、軸球面光學(xué)系統(tǒng)球面球面1(i=1)球面球面2 (i=2)球面球面i球面球面k (i=m)niniridiLi riL1【L】L2Lm Liri sinUi risinU1【 sinU】sinU2sinUm sinIi ni ni sinIi ri sinUi+ ri Li L1 L2Lm【L】 Ui+ Ii Ii UiU1U2Um【U】sinI=(L-r)/r*sinUsinI=n/n*sinILr+r*sinI/sinUU=I+U-ILi+1=Lidi di d1 d2 Li1L2L32、近軸區(qū)光路計(jì)算列表共軸球面光學(xué)系統(tǒng)球面球面1(i=1)球面球面2 (i=2)球面球面i球面球面k (i=

6、m)niniriDili ril1【l】l2lm liri ui riu1【u】u2um ii ni ni ii ri ui+ ri li di l1 d1 l2d2lm【l】 li1l2l3 ui+ ii ii uiu1u2um【u】i=(l-r)/r*uin/n*ilr+r*i/uli+1=lidiu=i+u-i3、普通光路計(jì)算流程圖共軸球面光學(xué)系統(tǒng)Lk+1= Lk- dkUk+1= Ukk=k+1單個(gè)折射球面單個(gè)折射球面光路計(jì)算公式光路計(jì)算公式 k=m 是是否否mmLLUU ,1 11LLUUk例題共軸球面光學(xué)系統(tǒng)例題例題1 1 一個(gè)玻璃球直徑為一個(gè)玻璃球直徑為40mm40mm，折射率為

7、，折射率為1.51.5，一，一束平行光入射到玻璃球上，其會(huì)聚點(diǎn)在什么束平行光入射到玻璃球上，其會(huì)聚點(diǎn)在什么位置？假設(shè)在玻璃球前位置？假設(shè)在玻璃球前25mm25mm處放置一個(gè)高為處放置一個(gè)高為1mm1mm的物體的物體, ,試求解像的位置和大小試求解像的位置和大小. . 例題球面鏡成像例題例題2 2 一凹球面反射境，半徑一凹球面反射境，半徑r r12cm12cm，當(dāng)物，當(dāng)物距分別為時(shí)距分別為時(shí)-24cm-24cm，-12cm-12cm，-9cm-9cm，-2cm-2cm，求像的位置和垂軸放大率。求像的位置和垂軸放大率。 例題球面鏡成像例題例題3 3 有一個(gè)放映機(jī)，運(yùn)用一個(gè)凹面反光鏡進(jìn)有一個(gè)放映機(jī)，運(yùn)用一個(gè)凹面反光鏡進(jìn)展聚光照明，光源經(jīng)過(guò)反光鏡反射以后成展聚光照明，光源經(jīng)過(guò)反光鏡反射以后成像在投影物平面上。光源長(zhǎng)像在投影物平面上。光源長(zhǎng)10mm10mm，投影物，投影物高為高為40mm40mm，要求光源像等于投影物高，并，要求光源像等于投影物高，并且反光鏡離投影物平面間隔且反光鏡離投影物平面間隔 為為600mm600mm，求，求該反光鏡的曲率半徑等于多少該反光鏡的曲率半徑等于多少? ? 作業(yè)7.4共軸球面光學(xué)系統(tǒng)1 7-7知一透鏡的構(gòu)造參數(shù)如下知一透鏡的構(gòu)造參數(shù)如下(單位單位mm)：r110，r225，d7，n11.0