ch3 平面与平面系统课件

第三章平面与平面系统1主要内容平面系统主要应用：改变光路方向；转像、倒像、分光；产生色散用于光谱分析。一、平面镜成像二、平行平板三、反射棱镜四、折射棱镜与光楔五、光学材料2§3.1平面镜成像一、平面镜成像1.平面镜的成像性质：l'=－l，β=1平面镜是唯一能成完善像的光学零件。对称性：使物像不一致，使原来的右手坐标系变为左手坐标系，形成镜像。结论：1）奇数次反射，成镜像；偶数次反射，物像一致。2）当物体旋转时，像沿相反的方向旋转相同的角度。平面成像平面的镜像3光学杠杆原理：由上式可知，这种基于光学杠杆原理的装置可以测量微小的位移。5二、双面镜成像出射光线和入射光线的夹角与入射角无关，只取决于双面镜的夹角α角。作用：折转光路，只需调整好双面镜的夹角，对双面镜的安装精度要求不高。6§3.2平行平板成像一、平行平板的成像特性

7

二、平行平板的等效光学系统1.近轴细光束成像

近轴区的轴向位移为：Δl'=d(1-1/n)所以，近轴区光线的轴向位移与入射角无关，成完善像。

2.应用：

在光学系统中，常把平行平板等效为空气平板。9§3.3反射棱镜一、概述1.反射棱镜：

将一个或多个反射面磨制在同一块玻璃上的光学元件。2.作用：

折转光路、转像、倒像、扫描等

3.术语：主截面、工作面、棱、光轴、入射面和出射面

4.特点：反射装配困难、反射面易腐蚀、反射镜组合困难。

反射棱镜无上述缺点。

10二、反射棱镜的类型反射棱镜种类繁多，大体上可分为：简单棱镜、屋脊棱镜、立方角锥棱镜和复合棱镜。1.简单棱镜

简单棱镜只有一个主截面，所有工作面都与主截面垂直。根据反射次数，又可分为：一次反射棱镜、二次反射棱镜、三次反射棱镜。一次反射棱镜二次反射棱镜113.立方角锥棱镜立方体切下一个角形成。光线以任意方向入射，经三个直角面反射后，出射光线始终与入射光线平行；当棱镜绕其顶点旋转时，出射光线方向不变，仅产生一个位移。主要用于激光测距。立方角锥棱镜134.复合棱镜由两个以上的棱镜组合形成复合棱镜。它可以实现特殊的功能。常见的有：分光棱镜、分色棱镜、转像棱镜和双像棱镜（用于目镜）。分光棱镜分色棱镜14转像棱镜的成像双像棱镜的成像15三、反射棱镜的等效作用与展开反射棱镜是由两个折射面和若干个反射面组成。作用：相当于平面镜＋平行平板用途：折转光路、转像、倒像等例如：反射棱镜用于成像系统时的等效光路。反射棱镜展开的等效光路17§3.4折射棱镜折射棱镜由两个折射表面对光线进行折射而进行工作的。两折射面的交线称为折射棱；其夹角称为折射角；垂直于折射棱的平面称为主截面。ABCDnαI1I2'I1'I2折射棱镜18一、折射棱镜的偏转折射棱镜的两个工作面不同轴，故不能把这种棱镜看作平行平板。入射光线AB与出射光线CD的夹角，称为偏向角。偏向角的计算公式为：由上式可知：偏向角的大小与I1、α、n有关。最小偏向角满足的条件：I1

=－I2'，I1=－I2'

应用：常用最小偏向角测量介质折射率。19三、棱镜的色散色散：白光经过棱镜后被分解为各种色光的现象。通常，波长长的红光折射率低，波长短的紫光折射率高，因此，红光的偏向角小，紫光的偏向角大。白光光谱：按波长长短顺序排列的光谱。双光楔旋转测微21白光光谱的获得22§3.5光学材料一、对光学材料的要求：

折射材料对工作波段有良好的透过率；反射材料对工作波段有很高的反射率。二、光学材料的种类：

主要有三大类：光学玻璃、光学晶体和光学塑料。1.光学玻璃：

光学玻璃是由硅、磷、铅、钾、砷、铝等多种氧化物