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文档简介

1.4照度光学系统的像面照度和其他表面的照度是必须了解的光学量。参看图1.4-1,从轴面上的面元dA「辐射到接收面上的面元dA2的辐射通量为:d①2=LdA]dQ,Cos0式中dA2cos0dQ= 2-1r12物布图1.4T辐射的传播12物布图1.4T辐射的传播接收图1.4—1辐射的传播而从物面辐射到接收面的总辐射通量为中=JJJLcos02dAdAdATOC\o"1-5"\h\z2 A1A1A2 r2 11212设物面是朗伯面,即L与面元dA1的位置无关,则O=LAJJCOS01COS02dAdA2 1A1A2 r 1212=OJJCOS01COS02dAdA1A1A2 r 1212由此=F12=JJcos=F12=JJcos0cs0 1 2dAdAr 1 212式中f12称为辐射传输系数,它只与表面的形状、位置、大小和方向有关。是一纯粹儿何量。F12是一二重积分量,很难计算,不过现在已经对一些典型情况,计算出了结果,并且列出了表格,可供查阅。像面照度光学系统像面上的照度会受两方面的影响:(1)光学系统的会聚和发散作用;(2)光学系统的吸收、反射、散射和挡光的作用;为了简单起见,将忽略第(2)种影响,而对于第(1)种影响将通过光学系统的几何度G表示出来,并使这一计算变得很简单。几何度G的定义为G“ffCOSeiCOS02dAdA1A1A2r2 1 212=AO1T式中O=ffcose1cose2dAdAT A1A2 r2 1212这是投影立体角,它是接收面dA2对物面dA1所张立体角在物面法线方向的投影的积分。几何度G只和光源的几何尺寸、光源到光学系统的距离、光学系统的入瞳尺寸以及光学系统的结构有关。当光能通过光学系统且不存在损失时,G是不变量,即在光学系统内的不同截面上,G都是相同的。若从图1.4—2观察则有Gs=Ge=Gx=Gi式中Gs、Ge、Gx、Gi分别是光学系统的物面$、入瞳面e、出瞳面x、像面i的几何度。物平血£入瞳直径白物平血£入瞳直径白出瞳直径D入;打:图1.4—2从上可以看出;(1) 几何度G可以表示光学系统传输辐射的能力;(2) 可以根据易于计算的截面上的G值,计算出任一截面上的照度。例如:(1)光能无损失的光学系统像面中心的辐射度E=—=LQA,i=L竺2ML(D)2(f)24/2 4fl兀TVD、 1—L(—)2 4f(1—以)式中,a是光学系统的纵向放大率。(2)视场角为。处像平面上的辐照度。比较物方侧物点1和轴上点0所对应立体角的大小。对于物点1,入瞳所对应的立体角O=A―《os?—=4cos39=Ocos391 e(1/COS9)2 12 9式中Q0是入瞳对轴上点0所张的立体角,故轴外点像平面的辐照度为E=—Lcos9(8)2 i cos39,4f(1-a)2—L(D)2——1——cos494f(1-a)2D、,,_一 ………上式说明:像面照度E与光学系统的相对孔径(;)的平面成正比,又和视场角。的余弦的, f4次方成正比;需

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