共轴球面光学系统ppt课件

1、7.5 共轴球面光学系统一、转面公式一、转面公式 二、拉赫不变量二、拉赫不变量 三、放大率公式三、放大率公式 1、垂轴放大率、垂轴放大率 2、轴向放大率、轴向放大率 3、角放大率、角放大率四、光路计算四、光路计算 1、普通光路计算列表、普通光路计算列表 2、近轴区光路计算列表、近轴区光路计算列表 3、普通光路计算流程图、普通光路计算流程图docin/sundae_meng一、转面公式根本参量共轴球面光学系统 成像时涉及的参量成像时涉及的参量/n1n1o1r1n2n2o2-r2nm nmomrmd1d2dm-l1l1-l2l2-lmlmy1-y1 -y2-ymA (2) 光线参量光线参量 孔径角

2、：孔径角： u1，u1 ，u2，u2 ，um，um。 (3) 物像参量物像参量 (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) 光学系统参量光学系统参量 (a) 各球面的曲率半径：各球面的曲率半径： r1，r2，rm； (b) 各球面两侧的折射率：各球面两侧的折射率： n1，n1，n2，n2 ，nm，nm ； (c) 相邻两球面顶点的间距：相邻两球面顶点的间距： d1，d2，dm-1。一、转面公式公式共轴球面光学系统 转面公式转面公式 (1) 光学系统参量光学系统参量 折射率：折

3、射率： n2n1 ，n3n2 ，nmn m1 。 (2) 光线参数光线参数 孔径角：孔径角： u2u1 ，u3u2 ，umu m1。 (3) 物像参量物像参量 (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、拉赫不变量共轴球面光学系统由折射球面的拉赫不变量有由折射球面的拉赫不变量有 n1y1u1n1y1u1 n2y2u2n2y2u2 nmymumnmymum由

4、转面公式可得由转面公式可得 nyu n1y1u1 n2y2u2nmymumnyu1、垂轴放大率放大率阐明：阐明： 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同号，物像运动方向一样；同号，物像运动方向一样；00，那么，那么dldl和和dldl异号，物像运动方向相反；异号，物像运动方向相反； v/ /v/v/ /v/。-l1l1-l2l2-lmlm/n1n1o1r1n2n2o2-r2nm nmomrmd1d2dmy1-y1 -y2-ymAm21dldl3、角放大率放大率muu212nnnn三种放大率的关系三种放大率的关系1、普通光路计算列表共

5、轴球面光学系统球面球面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、近轴区光路计算列表共轴球面光学系统球面球面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、普通光路计算流程图共轴球面光学系统Lk+1= Lk- dkUk+1= Ukk=k+1单个折射球面单个折射球面光路计算公式光路计算公式 k=m 是是否否mmLLUU ,1 11LLUUk例题共轴球面光学系统例题例题1 1 一个玻璃球直径为一个玻璃球直径为40mm40mm，折射率为

7、，折射率为1.51.5，一，一束平行光入射到玻璃球上，其会聚点在什么束平行光入射到玻璃球上，其会聚点在什么位置？假设在玻璃球前位置？假设在玻璃球前25mm25mm处放置一个高为处放置一个高为1mm1mm的物体的物体, ,试求解像的位置和大小试求解像的位置和大小. . 例题球面镜成像例题例题2 2 一凹球面反射境，半径一凹球面反射境，半径r r12cm12cm，当物，当物距分别为时距分别为时-24cm-24cm，-12cm-12cm，-9cm-9cm，-2cm-2cm，求像的位置和垂轴放大率。求像的位置和垂轴放大率。 例题球面镜成像例题例题3 3 有一个放映机，运用一个凹面反光镜进有一个放映机，运用一个凹面反光镜进展聚光照明，光源经过反光镜反射以后成展聚光照明，光源经过反光镜反射以后成像在投影物平面上。光源长像在投影物平面上。光源长10mm10mm，投影物，投影物高为高为40mm40mm，要求光源像等于投影物高，并，要求光源像等于投影物高，并且反光镜离投影物平面间隔且反光镜离投影物平面间隔 为为600mm600mm，求，求该反光镜的曲率半径等于多少该反光镜的曲率半径等于多少? ? 作业7.4共轴球面光学系统1 7-7知一透镜的构造参数如下知一透镜的构造参数如下(单位单位mm)：r110，r225，d7，n11.0