光学仪器基本原理

1、关于光学仪器基本原理第1页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四（1） 保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深（2） 控制成像物空间的范围（3） 控制像面的亮度（1） 孔径光阑：诸挡光孔中,最有效的控制成像光束光能量者，称为孔径光阑简称孔阑1) 光阑的作用： 2) 光阑的种类：第2页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四ABAB孔径光阑底片第3页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四瞳孔（2）视场光阑 ：诸挡光孔中,最有效的控制成像物空间范围者，称为视场光阑.简称场阑人眼瞳孔：孔径光阑，窗窗：视场光阑物点第4页，共35页，2022年，

2、5月20日，9点34分，星期四ABAB孔径光阑视场光阑底片第5页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四2 光瞳（pupil） 孔径光阑在物空间中的等效孔径 孔径光阑在像空间中的等效孔径 入射光瞳(入瞳)：限制入射光束的有效孔径,是孔径光阑对前方光学系统所成的像出射光瞳(出瞳)：限制出射光束的有效孔径, 孔径光阑对后方光学系统所成的像第6页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四 孔径光阑与光轴上物点位置有关，欲确定孔阑，必须首先明确是对光轴上哪个物点 将系统所有的通光孔成像于光学系统的物空间，其中对轴上物点张角最小者，称为入瞳，入瞳对应的物叫做孔阑 孔阑对后光学系

3、统的像，为出射光瞳，简称出瞳怎样确定孔阑？第7页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四在这个系统中，孔径光阑同时也是出瞳孔径光阑入瞳- 孔径光阑对前方系统成的像入射孔径角出射孔径角uu第8页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四在这个系统中，孔径光阑同时也是入瞳孔径光阑出瞳-孔径光阑对后方系统成的像uu入射孔径角出射孔径角第9页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四uu孔径光阑出瞳入瞳？第10页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四某种相机镜头的孔径光阑、光瞳第11页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四透镜的像差

4、(Lens Aberrations) 1 像差的基本概念 如果成像系统： 1）不能将一个物点唯一地变换成一个像点； 像差单色像差(monochromatic aberration)色差(chromatic aberration)或者 2）物像平面上各点的线放大率不同第12页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四-uuPP近轴条件下： 单色像差的来源球面系统在近轴条件下可以理想成像物像一一对应第13页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四非近轴情况下，三次幂以上项不能忽略-uuPP出现三级以上像差 球面系统不能理想成像第14页，共35页，2022年，5月20日，9

5、点34分，星期四三级像差(或初级像差)-5种： 1) 球差(spherical aberration)2) 慧差(coma)3) 像散(astigmatism)和场曲(curvature of field)4) 畸变(distortion)第15页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四2 球差(Spherical aberration) 轴上物点发出的大孔径光线不聚焦于一点 PP第16页，共35页，2022年，5月20日，9点34分，星期四近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线近轴光线FSfs球差的定量：dL = f-s FSsfsdL 0 - 正球差dL 0 - 正慧差dH 0 - 正像散差dL 时 焦平面上两星像的最小可分辨间距： 分辨本领(Resolving Power)