实验讲义副本.

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1、-光学系统像差传函焦距测量--综合实验RLE-ME01实验讲义--版权声明：本手册中所提及的软硬件产品的商标与名称，都属于相应公司所有。本手册的版权属于北京杏林睿光科技有限公司所有。未得到本公司的正式许可，任何组织或个人均不得以任何手段和形式对本手册内容进行复制或传播。本手册的内容若有任何修改，恕不另行通知。北京杏林睿光科技有限公司联系方式：--电话：010-67889536/67887073/67872350邮箱：Sales@real-light.com--传真:010-67889536/67887073/

2、67872350转882网址：www.real-light.com--前言实际光学系统与理想光学系统成像的差异称为像差。光学系统成像的差异是《工程光学》课程重要章节，也是教学的难点章节，针对此知识点的教学实验产品匮乏。RealLight?开发的像差测量实验采用专门设计的像差镜头，像差现象清晰；涉及知识点紧贴像差理论的重点内容，是学生掌握像差理论的非常理想的教学实验系统。焦距是光学系统的基本参数，工程上焦距测量普遍使用光电法进行测量。RealLight?设计开发的焦距测量测试方法与工程相同，开放式系统便于知识

3、点讲授与学生实验操作。光学系统像质评价工程上主要采用分辨率法和光学传递函数(MTF)测量法。分辨率法测量多用于大像差系统，实验简便直观察；MTF测量法适用于一些高分辨率的光学系统。以上两种方法已广泛应用于工程实践中。本实验参照《工程光学》教材中“光学系统的像质评价”相关知识点设计开发而成。--目录实验1光学系统像差的计算机模拟11.1引言11.2实验目的11.3实验原理11.4实验仪器31.5实验内容31.6思考题4实验2平行光管的调节使用及位置色差的测量52.1引言52.2实验目的52.3基本原理52.4实验

4、仪器62.5实验内容72.6思考题8实验8基于线扩散函数测量光学系统MTF值98.1引言98.2实验目的98.3实验原理98.4实验仪器118.5实验内容128.6思考题13实验9透镜焦距测量实验149.1引言149.2实验目的149.3实验原理149.4实验仪器159.5实验步骤15参考文献错误！未定义书签。--RLE-ME01光学系统像差传函焦距测量综合实验实验1光学系统像差的计算机模拟1.1引言如果成像系统是理想光学系统，则同一物点发出的所有光线通过系统以后,应该聚焦在理想像面上的同一点，且高度同理想像高

5、一致。但实际光学系统成像不可能完全符合理想，物点光线通过光学系统后在像空间形成具有复杂几何结构的像散光束，该像散光束的位置和结构通常用几何像差来描述。1.2实验目的1.掌握主要七种几何象差产生的条件及其基本规律；2.观察主要七种象差现象的计算机模拟效果图。1.3实验原理光学系统所成实际像与理想像的差异称为像差，只有在近轴区且以单色光所成像之像才是完善的（此时视场趋近于0，孔径趋近于0）。但实际的光学系统均需对有一定大小的物体以一定的宽光束进行成像，故此时的像已不具备理想成像的条件及特性，即像并不完善。可见，象差

6、是由球面本身的特性所决定的，即使透镜的折射率非常均匀，球面加工的非常完美，像差仍会存在。几何像差主要有七种：球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差及倍率色差。前五种为单色像差，后二种为色差。1.球差轴上点发出的同心光束经光学系统后，不再是同心光束，不同入射高度的光线交光轴于不同位置，相对近轴像点（理想像点）有不同程度的偏离，这种偏离称为轴向球差，简称球差(L)。如图1-1所示。图1-1轴上点球差2.彗差彗差是轴外像差之一，它体现的是轴外物点发出的宽光束经系统成像后的失对称情--RLE-ME01光学系统像差传函焦

7、距测量综合实验况，彗差既与孔径相关又与视场相关。若系统存在较大彗差，则将导致轴外像点成为彗星状的弥散斑，影响轴外像点的清晰程度。如图1-2所示。图1-2彗差3.像散像散用偏离光轴较大的物点发出的邻近主光线的细光束经光学系统后，其子午焦线与弧矢焦线间的轴向距离表示xtsxtxs(1-1)式中，xt,xs分别表示子午焦线至理想像面的距离及弧矢焦线会得到不同形状的物至理想像面的距离，如图1-3所示。图1-3像散当系统存在像散时，不同的像面位置会得到不同形状的物点像。若光学系统对直线成像，由于像散的存在其成像质量与直线

8、的方向有关。例如，若直线在子午面内其子午像是弥散的，而弧矢像是清晰的；若直线在弧矢面内，其弧矢像是弥散的而子午像是清晰的；若直线既不在子午面内也不在弧矢面内，则其子午像和弧矢像均不清晰，故而影响轴外像点的成像清晰度。4.场曲--使垂直光轴的物平面成曲面像的像差称为场曲。如图1-4所示。子午细光束的交点沿光轴方向到高斯像面的距离称为细光束的子午场曲；弧矢细光--RLE-ME01光学系统