北京理工大学应用光学第四章课件

1、第四章：平面镜棱镜系统，1。学习交流。本章主要解决以下问题：判断棱镜系统的成像方向；2.学习交流；4-1平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用；同轴球体系统的特性。优点：能满足成像位置和尺寸的要求。当傍轴区域中的成像遇到垂直于光轴的理想物平面时，像平面也垂直于光轴，并且物体和图像是相似的。缺点：不能转动，物体、光学系统和图像位于一条直线上。3.学习交流PPT。平面镜棱镜系统的主要功能是：折叠同轴系统以减小仪器的体积和重量；改变图像的方向起着相反的作用；改变光轴在同轴系统中的位置和方向，形成潜在高度或将光轴转到一定角度；利用平面镜的棱镜旋转，可以连续改变系统的光轴方向，扩大观察范围。4.了解交流PPT

2、、4-2平面镜、P、A、O、N、B、D、A的成像特性，因此A的位置是确定的，即点A发出的任何光都被P反射，延长线与点A相交，像点是唯一的。1。通过单个平面镜的任何物体点的成像情况。学会交流PPT、p、o、d、o、a、a。结论：物体像的位置相对于平面镜是对称的。一面平面镜可以形成一个物体点的理想图像，物体图像相似吗？6，学会交换PPT，2，空间物体被单个平面镜反射的成像情况、P、x、y、z、o、y、z、x、o，物体图像大小相等，不同形状物体的右手坐标对应图像空间的左手坐标，当分别看着xy和xy坐标平面面对z和z时，当x逆时针转动时，物体和图像之间的这种对应关系称为“镜像”。7.学习通信PPT，总

3、结出单平面镜对空间物体的成像与理想物体的成像是一致的。平面镜对称像的大小等于物体的大小，这是一个镜像，但不相似。8.学习PPT交流。3.平面镜系统的成像特性，成像理想空间的对应情况：奇数个平面镜，这是一个镜像；具有相似物体和图像的偶数个平面镜。注：1。积极、消极和相似不是一回事；2.物体和镜像的形状不同，所以它们不相似，不能重叠。一般来说，我们总是想得到类似物体的图像，尤其是军用光学仪器。9.学会交换PPT，4-3平面镜的旋转和应用，1。单个平面镜的旋转。学习交流PPT，应用单平面镜旋转，优点：扩大观察范围，缺点：旋转引起的误差，如：测距仪中的平面镜，11，学习交流PPT，2，双平面镜的旋转、

4、P1、P2、A、O1、O2、M、B、I1、12，学习交流PPT，2，双平面镜的旋转、P1、P2、A、O1、O2、M、B、I1、I2，旋转方向：与反射顺序相同，n、旋转角度用途：测距仪用双平面镜代替单平面镜、角镜和棱镜；13.学习交流PPT、4-4棱镜和棱镜的发展；1.用棱镜代替平面镜的利弊；棱镜：利用光在介质中的反射来改变光的方向的光学部件；优点：光能损失少，坚固耐用，损伤小，安装固定方便；缺点：体积和重量大，对材料要求高，且相对受环境影响。棱镜显影法研究棱镜的成像特性，直角棱镜，主截面：垂直于每个棱镜的截面，15。学会交流PPT、沿着反射面折叠棱镜的主要部分，取消棱镜的反射，并用平行玻璃板的

5、折射代替棱镜的折射称为“棱镜”，1、2、3、16、学会交流PPT，3。棱镜要求，1。棱镜展开后应为平行玻璃板。如果棱镜位于会聚光束中，光轴必须垂直于棱镜的入射和出射表面。17，学习交流编程，4。典型的棱镜展开例子，1。直角棱镜，用于平行光路、A、B、C、A、18、学习交流PPT，用于会聚光路：除第一个条件外，还需要满足第二个条件：入射面和出射面垂直于光轴。B，C，A，如果光需要偏转，反射面将会转动。这个棱镜叫做等腰棱镜，20。学会交流PPT，2。五角棱镜，21。学会用PPT、3进行交流。引导棱镜。即、a、d、23，学会交流PPT，为了在一定的光阑下减小棱镜体积，两个相同的直角棱镜可以沿斜面胶合

6、在一起形成一个立方体棱镜。当圆形光束入射时，它以两个半圆的形式射出。不能在圆形光束中工作；入射平面不垂直于光轴，只能用于平行光路。25，学会沟通PPT，1，1，2，2，3，4，3，26，学会沟通PPT，4-5屋顶表面和屋顶棱镜，27，学会沟通PPT，y，x，z，x1，y1，Z1，y，z，x，y2，z2，28，4-6平行平板和棱镜尺寸的成像特性计算；1.平行玻璃板的成像特性：1.像平面位置、A、30；学会交换PPT、A、L、L1、L2结论：平行玻璃板并不改变图像的大小，而只是使图像平面移位，移位量为L-L/n，32。学会交换PPT。第二，平行玻璃板1的等效空气层厚度。定义：A、L、L1、L2、P

7、2、P1、夹在AQ=L1-1/n=L2=AM且厚度为L/n的两个平面之间的空气层称为厚度为L且折射率为n的平行玻璃板的等效空气层.L/n称为平行玻璃板的等效空气层厚度，厚度为l，折射率为n，33，学习交流PPT，像平面相对于平行玻璃板第二表面的位置等于物平面相对于空气层第二表面的位置；光束的投影高度相等；图像大小差不多。当平行玻璃板相当于等效空气层时，当平行玻璃板不相等时，平行玻璃板有像面位移；等效空气层没有位移；平行玻璃板有像差；完全没有空气层。34，学习交流PPT，2，应用，已知薄透镜组f=100，孔径D=20，成像无限远目标，像高2y=10，增加远离透镜组50的五边形棱镜，使光轴偏转90

8、度，并计算棱镜尺寸和像平面位置。(n=1.5163)，步骤1:制作相应的光路图、D、Y、100、50、D1、D2，步骤2:计算孔径D1=。步骤5:找到第二个平面的孔径、10，5、100、50、D1、D2、33.8、x，步骤6:找到新的图像平面位置L2=50-33.8=16.2。2.根据光轴方向和成像方向的要求，设计了平面镜棱镜系统37。学习交流PPT并表达平面镜棱镜系统的物像方向。使用直角坐标系来表示对象。x:与入射光轴重合，y:位于主截面，z3360垂直于主截面。类似地，使用x，y，z y和z来表示图像坐标，38。学习交流PPT法确定成像方向：X方向，与出射光轴重合；2.Y和Z方向，光轴部分

9、：光轴所在的主要部分；单主截面系统：系统中所有棱镜的光轴截面相互重合；39.学交流PPT，系统单主段，无顶：Z和Z方向相同，光轴方向相同：奇数反射，Y和Y反向，光轴方向相反：奇数反射，Y和Y方向相同，光轴方向相反：偶数反射，Y和Y反向，40。学交流PPT，系统单主截面，无屋顶：光轴同向：奇数反射，Y和Y反向()(-)=(-)，光轴同向：偶数反射，Y和Y同向() ()光轴反向：偶数反射，Y和Y反向(-)=(-)，z方向根据x和Y方向已知后的全反射次数(镜像或物像相似度)确定。41、学习交流PPT，一个有单个主要部分的系统，如果系统中有一个顶面，判断方法和以前一样，只在计算全反射次数时，它在顶面上

10、计算两次。42具有两个相互垂直的主截面系统，棱镜1和棱镜3的主截面平行，棱镜2的主截面垂直于它们。棱镜只能改变主体部分的物体图像方向，但不能改变垂直于主体部分的物体图像方向。棱镜2只能改变Z的方向，但不能改变y的方向。而棱镜1和3只能改变y的方向，但不能改变Z的方向.因此，当确定Z方向时，只能考虑棱镜2，而当确定Y方向时，只能考虑棱镜1和3.对于棱镜2或棱镜1和3，它们都属于具有单个主要部分的棱镜系统，因此仍然可以使用前面的规则。然而，当确定光轴是否在同一方向时，不再能够简单地根据最后输出的光轴的方向来确定，而是应该根据棱镜1和3的实际光轴旋转角度来确定。43、学习交流PPT时，棱镜1使光轴顺

11、时针转动90，棱镜3也使光轴顺时针转动90，两者都使光轴转动180。因此，当我们根据棱镜1和3判断Y的方向时，我们应该认为光轴是反向的。根据以前的规则，光轴是反向的，反射两次，y和y是反向的。确定Z的成像方向。根据棱镜2，已知光轴反向并反射两次，因此Z和Z应该反向。事实上，只要确定了Y或Z，就可以根据全反射次数确定相应的物体坐标系和图像空间坐标系，然后再确定另一个坐标系。44、学习交流PPT时，光轴是在同一个方向和相反的方向，这是广义的。光轴的旋转角度小于90度，即光轴在同一方向上的旋转角度大于90度，即光轴在相反方向上的旋转角度正好等于90度，可以认为是相同方向或相反方向。45、学习交流PP

12、T，例如：要求设计一个由两个棱镜组成的平面镜棱镜系统，光轴的潜在高度为300毫米，同时要求系统的光轴位于同一平面，物体和图像相似且相反。根据需要，可以使用光轴改变90的两个棱镜来形成具有单个主要部分的棱镜系统。根据说明书，可以发现有90-1和90-2个棱镜可以将光轴改变90，其中有一种这种组合有两种。46岁，学会交流。因为这些系统的全反射时间是奇数，并且只能是“镜像”，所以有必要将一个反射表面改变为屋顶表面，从而可以形成四个不同的系统，如图所示。至于采用哪一种，可以根据不同的情况由系统的总体尺寸和结构布置来决定。47、学习交流电PPT的旋转定理，4-8棱镜。为了扩大仪器的观察范围，通常采用旋转

13、平面镜和棱镜的方法来改变仪器的光轴方向。在仪器装配和调整过程中，经常需要利用棱镜的旋转来调整系统的光轴方向或成像方向的偏差，通常称为“光轴偏差”或“图像倾斜”。要研究棱镜旋转物体的空间方向和位置的影响，如空间方向和位置变化的一般定理棱镜旋转定理，48、学习交流PPT，当棱镜工作在平行光路(对应于无限远的成像物体)时，只需要考虑图像的方向；如果您在非平行光路中工作(对应于位于有限距离的虚拟对象或真实对象)，您应该同时考虑图像方向和图像位置。假设它是表示棱镜旋转方向和位置的单位矢量，它是图像空间中的共轭图像。因为物体图像在平面反射成像期间大小相等，所以它也是单位矢量。是棱柱的角，它的符号规则是：当

14、看旋转轴向量时，逆时针是正的，顺时针是负的。n是棱镜的全反射次数。49岁，学习如何交流PPT和介绍特定的符号。代表旋转角度，单位向量代表旋转轴的位置和方向。就像空间的旋转一样，由两个连续的旋转来表示。有限旋转不符合加法交换定律，并且两个旋转的顺序不能颠倒。然而，以下关系成立：50。学习PPT和棱镜旋转定理。假设物体空间不移动并且棱镜旋转，图像空间首先旋转(-1)n-1，然后旋转。就像空间的旋转一样，由两个连续的旋转来表示。有限旋转不符合加法交换定律，并且两个旋转的顺序不能颠倒。引入特定的符号。代表旋转角度，单位向量代表旋转轴的位置和方向。51、学习交流PPT，第一步：首先假设棱镜不动，让物体空间旋转根据平面镜系统的成像特性，如果反射次数n为奇数，系统将被镜像，图像空间将旋转；如果n是偶数，则物体和图像是相似