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光學(xué)知識之理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面

2011-01-19

                                                光學(xué)知識之理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面

一、基本概念

無限遠(yuǎn)的軸上物點(diǎn)和它對應(yīng)的像點(diǎn)F’

無限遠(yuǎn)的軸上物點(diǎn)發(fā)出的光線：

論：無限遠(yuǎn)的軸上物點(diǎn)發(fā)出的光線與光軸平行。

像方焦點(diǎn)、焦平面；像方主點(diǎn)、主平面；像方焦距

定義：像方焦點(diǎn)、焦平面；像方主點(diǎn)、主平面；像方焦距

：

無限遠(yuǎn)的軸外物點(diǎn)發(fā)出的光線：

由于光學(xué)系統(tǒng)的口徑大小總是有限的，所以無限遠(yuǎn)的軸外物點(diǎn)發(fā)出的、能進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光線總是相互平行的，且與光軸有一定的夾角ω。

明：

ω的大小反映了軸外物點(diǎn)離開光軸的角距離，當(dāng)ω→0時，軸外物點(diǎn)就重合于軸上物點(diǎn)。

這一束平行光線經(jīng)過系統(tǒng)后，一定相交于像方焦平面上的某一點(diǎn)。

無限遠(yuǎn)的軸上像點(diǎn)和它對應(yīng)的物點(diǎn)F

定義：物方焦點(diǎn)、物方焦面、物方主點(diǎn)、物方主面、物方焦距

物方主平面與像方主平面的關(guān)系

結(jié)論：物方主平面與像方主平面是一對共軛面；主平面的垂軸放大率為+1，即：出射光線在像方主平面上的投射高度一定與入射光線在物方主平面上的投射高度相等。

常用的共軸系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面：一對主平面、無限遠(yuǎn)軸上物點(diǎn)和像方焦點(diǎn)F’、物方焦點(diǎn)F和像方無限遠(yuǎn)軸上點(diǎn)通常用一對主平面和兩個焦點(diǎn)位置來表示一個光學(xué)系統(tǒng)

實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)位置和焦距的計(jì)算

方法：在實(shí)際系統(tǒng)的近軸區(qū)追跡平行于光軸的光線，就可以計(jì)算出實(shí)際系統(tǒng)的近軸區(qū)的基點(diǎn)位置和焦距。

例：已知三片型照相物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下，求光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)位置和焦距。

/mmd/mmn

26.675.201.6140

189.677.95

-49.661.6 1.6745

25.476.7

72.112.8 1.6140

-35.00

為求物鏡的像方焦距f’、像方焦點(diǎn)的位置F’、像方主點(diǎn)的位置H’，可沿正向光路追跡一條平行于光軸的光線利用近軸光線的光路計(jì)算公式逐面計(jì)算，其結(jié)果為：

利用近軸光線的光路計(jì)算公式逐面計(jì)算，其結(jié)果為：

求物鏡的物方焦距f、物方焦點(diǎn)的位置F、物方主點(diǎn)的位置H，可沿反向光路追跡一條平行于光軸的光線,結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

/mmd/mmn

35.002.8 1.6140

-72.116.7

-25.471.6 1.6745

49.667.95

-189.675.2 1.6140

-26.67