《光学元器件》PPT课件.ppt

第一章光电信息技术物理基础 第二节光学基础 一 透镜元器件 成像 以两个折射曲面为边界的透明体称为透镜 两个折射面中可以有一个平面 1 正透镜和负透镜正透镜 具有正的光焦度 又称会聚透镜 负透镜 具有负的光焦度 又称发散透镜 正透镜外形特征 中心厚度比边缘厚度厚 负透镜外形特征 中心厚度比边缘厚度薄 各种形状 双凸 平凸和月凸 或正弯月形 双凹 平凹和月凹 或负弯月形 1 2 2光学元器件 图1 2 2 1各种形式的透镜 2 柱面透镜凡由两个母线互相平行的柱面 一个柱面和一个平面或一个柱面和一个球面组成的透镜都称柱面透镜 3 放大镜辅助眼睛观察细小物体的透镜组称为放大镜 单片正透镜是一个最简单的放大镜 使用放大镜时 被观察物体位于物方焦点上或焦点以内与之很靠近的地方 眼睛看到的是物体的虚像 图1 2 2 2放大镜的放大作用 4 目镜用于观察物体被物镜所成像的透镜组称为目镜 目镜的作用与放大镜相当 5 物镜 1 显微镜物镜 显微镜中对微细物体成首次放大像的透镜组 2 望远镜物镜 望远镜系统中把无限远物体成像于其焦平面上的一个透镜组 3 摄影和投影物镜 将空间物体成像于感光胶片或其他接收器上的透镜组6 场镜工作在物镜面附近的透镜称为场镜 见图1 2 2 6 其作用是 提高边缘光束入射到探测器的能力 在相同的主光学系统中 附加场镜将减少探测器的面积 如果使用同样探测器的面积 可扩大视场 增加入射的通量 可让出像面位置放置调制盘 以解决无处放置调制器的问题 使探测器光敏面上的光均匀些 1 物镜 2 视场光阑 3 场镜 4 探测器图1 2 2 6场镜的放置 7 浸没透镜浸没透镜也是二次聚光元件 它是由球面和平面组成的球冠体 如图1 2 2 7所示 探测器与浸没透镜平面间或胶合或光胶 使像面浸没在折射率较高的介质中 它的主要作用是显著地减小探测器的光敏面积 提高信噪比 浸没透镜的设计和使用 按物像共轭关系处理 图1 2 2 7浸没透镜 图1 2 2 8浸没透镜的物像关系 8 阶梯透镜 菲涅耳透镜 阶梯透镜是有 阶梯 形不连续表面的透镜 阶梯 由一系列同心圆环状带区构成 故又称环带透镜 优点 厚度小 重量轻 光吸收损失小 另外 由于各环带的面形在设计过程中可分别调整 互不牵扯 有利于像差的校正 二 反射元器件 改变光的方向 反射系统至少有一个反射面的光学元件 1 平面反射镜平面镜的主要性质 虚像 虚像为实物的镜像 保持入射光线方向不变 若平面镜偏转 角 反射光线方向偏转2 角 2 球面反射镜球面反射镜工作面为精确的球面 是最简单的成像元件之一 设球面曲率半径为R 则球面镜的焦距为R 2 这一数值与光的波长无关 也就是说球面镜不产生色差 与折射率无关 3 分束元件分束元件是将入射光分割成反射和透射两部分并保证二者有适当比例关系的元件 若反射部分和透射部分各有其特定的光谱性能 也可称分色元件 两种常见的分束元件示意图 彩色电视摄像机的分色棱镜 4 光锥是一种圆锥体状的聚光镜 与场镜类似可引起增加光照度或减小探测器面积的作用 可制成空心和实心两种类型 三 其它元器件1 光楔 常用作光学补偿器 利用光楔的移动或转动来测量