《理学应用光学》ppt课件

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1、10几种特殊光学系统的光束选择报告人：周远光阑1.限制成像光束的光孔称为光阑2.孔径光阑：对成像光束口径起主要限制作用，控制了成像光束的光能量。3.视场光阑：限制成像范围的光阑7.孔径光阑的确定方法(1)作出光学系统中所有光阑在系统物空间的像；(2)在系统的物空间比较光阑的像对A的张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为孔径光阑。M3iAA’M3M2M1说明:(1)光学系统孔径光阑与系统和物平面位置有关。(2)当物位于无穷远时，在物空间比较张角变为比较光阑的像的大小。对成像光束口径起主要限制作用，控制了成像光束的光能量

2、。关于孔径光阑：孔径光阑是成像系统中限制入射光束最厉害的光阑，即入射孔径角最小的光阑;与物点的位置有关P1P1’P2P2’u1u2孔径光阑与物点位置的关系8.入瞳和出瞳AA’M3M2M1M3i入瞳:孔径光阑被前面的光组在光学系统物空间的像。---限制入射光束说明:入瞳和出瞳关于光学系统共轭。出瞳:孔径光阑被后面的光组在光学系统像空间的像。-----限制出射光束出瞳距离：出瞳离系统最后一面顶点距离？入瞳出瞳入瞳出瞳孔径光阑共轭共轭uu’孔径光阑出瞳入瞳？？共轭入瞳出瞳例题3已知一个焦距为20mm的薄透镜，通光口径D1为

3、30mm，在薄透镜前30mm处有一个物点A，在透镜后40mm处有一个通光口径D2为12mm的金属圆孔，求：（1）系统的孔径光阑；（2）系统的入瞳；（3）系统的出瞳；（4）当物位于无穷远时，系统的孔径光阑；A304040OA’孔径光阑入瞳出瞳9.视场光阑对物面上成像范围起限制作用的光阑。ABA’B’孔径光阑底片瞳孔人眼瞳孔：孔径光阑，窗窗：视场光阑．物点首先给出入瞳中心．将系统所有的孔对前光学系统成像，诸像中对入瞳中心张角最小者为入射窗，简称入窗．与入窗对应的孔为视场光阑．视场光阑对后光学系统的像，称为出射窗，简称出窗

4、怎样确定视场光阑？入窗和出窗说明:光学系统视场光阑与光学系统和物平面位置有关。例题4已知一个焦距为20mm的薄透镜，通光口径D1为30mm，在薄透镜前30mm处有一个物点A，在透镜后40mm处有一个通光口径D2为12mm的金属圆孔，求：（1）系统的孔径光阑和视场光阑；（2）入瞳和出瞳；（3）入窗和出窗；（4）当物位于无穷远时，系统的孔径光阑和视场光阑。A304040O孔径光阑视场光阑入瞳出瞳入窗出窗总结：光阑对物点（轴上）张角最小的对应的光阑即为孔径光阑。孔径光阑通过前面光组的像为入瞳；限制入射光束大小；通过后面光组

5、的像为出瞳；限制出射光束大小。对入瞳中心张角最小的对应的光阑即为视场光阑。视场光阑通过前面光组的像为入窗；限制物方视场；通过后面光组的像为出窗；限制像方视场。作出光学系统中所有光阑通过前面光组的像；说明:(1)孔径光阑与物平面位置有关。(2)物位于无穷远时，比较光阑通过前面光组像的大小。(3)入瞳和出瞳关于光学系统共轭。几组相关的概念(1)物方和像方半孔径角物方半孔径角:光轴上物点对入瞳的半张角(U).像方半孔径角:光轴上像点对出瞳的半张角(U’)AA’D’D(2)主光线轴外物点发出的经过入瞳中心的光线.(3)相对孔

6、径和F数相对孔径:D/f’;F数:f’/D.-UU’主光线和边缘光线A’ABB’边缘光线主光线主光线---通过孔径光阑中心的光线;边缘光线---通过孔径光阑边缘的光线;孔径光阑出瞳入瞳主光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的中心边缘光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的边缘D’D4物方和像方半视场角物方半视场角:入窗对入瞳中心的半张角(w).像方半视场角:出窗对出瞳中心的半张角(w’)ww’1.渐晕轴向光束全部通过系统；离轴光束部分通过系统；渐晕：由于轴外光宽度比轴向光小而导致的轴外像比中心像暗的现象。线渐晕系数：面渐晕系数

7、：有渐晕时，轴外光宽度不但与孔径光阑有关，还与其余元件的口径有关。但轴向光只与孔径光阑有关。2.几种特殊系统的光束选择——放大镜物点瞳孔为孔径光阑，决定了光束大小；出瞳就是瞳孔；放大镜镜框为视场光阑，决定视场大小。入窗就是镜框；2.几种特殊系统的光束选择——照相机光圈是孔径光阑；入瞳和出瞳可认为是光圈本身；底片框是视场光阑。入窗可认为是无穷远，出窗是底片框。2.几种特殊系统的光束选择——望远镜物镜框为孔径光阑，决定光束大小。入瞳就是物镜框。出瞳是物镜框经目镜成的像分划板框为视场光阑，决定视场大小。入窗和出窗在无穷远。

8、物镜目镜分划板眼睛只有在出瞳附近，才可看到整个视场。出瞳距不能太短。一般大于6cm。军用20cm。半视场角2.几种特殊系统的光束选择——显微镜物镜框为孔径光阑，决定光束大小。入瞳就是物镜框。出瞳是物镜框经目镜成的像分划板框为视场光阑，决定视场大小。入窗在物平面；出窗在无穷远。物镜目镜分划板眼睛只有在出瞳附近，才可看到整个视场。3.显微镜的视场、