《工程光学教学课件》工程光学第02章

1、第一、二章理想光学系统、第一节理想光学系统和共线成像理论、第二节理想光学系统的参考点和基本、第三节理想光学系统的图像关系、第四节理想光学系统的比例、第五节理想光学系统的组合、第六节镜头、第二、第一节理想光学系统和共线成像理论、任意大空间、任意宽光束的完美光学系统。高斯光学、1、理想光学系统、2、图像空间是均匀介质：总扼流成像、点到点、线到线、面对面关系。1，任意点由理想光学系统确定，图像点：共轭，3，2，同轴理想光学系统的成像特性，主光轴的一个截面，1，位于光轴的四点的共轭图像点必须位于光轴上；垂直光轴的平面和共轭平面图像必须类似于几何图形，每个几何图形具有相同的比例。2，通过主光轴的任意截面

2、成像特性相同，对主光轴对称；3、垂直于主轴的物体平面，共轭图像面必须垂直于光轴；主轴：通过镜头的两个折射曲面的中心连接，4，4，使用已知的共点/面球状关系，(1)已知两对共面的位置和比例：使用光轴已知的共点；已知共轭曲面的比例确定发射光线的方向。b，a，a，b，5，(2)使用一对共轭面的位置和比例以及轴上其他两对共电点的位置，O，O，光轴上已知的共电点；已知共轭曲面的比例确定发射光线的方向。A、B、A、B、基准点基准、上方的空转点和面是可选的。为了便于应用，同轴系统使用了特殊的共电点和共轭面。6、2节理想光学系统的基准点和基准；1、无限远轴上的事物点发出的光；1、矩形焦点f(the secon

3、d/image focus)；image is formed when the obon，方形主点h图像方形主平面qh；焦距：矩形主点作为起始原点h，8，3，无限远轴外点，conjugate图像点为矩形焦平面，9，2，事物焦点F，目标的主要点h的主要平面qh；对象的焦距：it is the object of axial point that is imaged at ra infinity。对象的主点h作为起始原点，10，离开图像主平面的光线的投影高度等于入射光主平面的光线的投影高度。第三，物体主平面与图像主平面的关系，第一，主平面的物理意义，共轭曲面：QH，QH，垂直轴比例1，11，共轴理

4、想光学系统的简化图：基点和基准的位置表示。一对主要点，一对主要平面；一对焦点，焦点平面；一对节点，一对节平面；2、同轴理想光学系统的基准点和基本曲面、12、4、实际光学系统的基准点位置和焦距计算、例如，三件摄影物镜、1、结构参数：方法：在近轴区域中跟踪与光轴平行的光线。实际系统建模，13，2，球面镜像焦距，图像矩形焦点，图像中心点，起始坐标，6次近轴光的光路计算公式和变换公式，以照片和倾斜，14，矩形焦距，矩形关键点，照片和倾斜，注：l或l是根据球面顶点计算的！15，3，物镜焦距，物体焦点，物体主要点，起始坐标，距离和倾斜，物体焦距，物体主要点，物体焦点位置，16，*计算结果相关问题：解决方案

5、2: 17，12)架空焦点的入射光线通过系统与光轴平行。3)倾斜于光轴入射的平行光线，通过系统发射的光线与光子平面上的一点相交。4)从主体焦平面的一点发出的光线通过系统向光轴倾斜的平行光束发射。5)在一对主要面上，共轭射线的投影高度相同。，第三节理想光学系统的图像关系，第一，图形方法图像，1，典型光和特性(5)，主要表面特性，18，(1)轴外点成像，2，基准：在理想成像情况下，从一点发出的光光线在光学系统的作用下仍然相交于一点。3，方法：类星体点发出的两条特定光线是正方形空间中的共轭光线，两条光线的交点是共轭图像点。，一般光，主表面属性，19，(2)轴上的物体，利用焦平面的属性，解决方案1:解

6、决方案2:20，a)，(3)，1，将光学系统沿栅格段的焦点作为起始原点，23，2，将光学系统沿栅格段的主要点作为起始原点，牛顿公式：24，特殊情况下：事物与空间介质相同，问题：第一章单折射/反射球的成像公式有何不同？25，3，理想光学系统两个焦距之间的关系，近轴小角度：26，(k的反射面数)，磁学习：理想光学系统两个焦距之间关系的一般形式：时，1)包含偶数反射面的系统，物体焦距和矩形焦距和矩形焦距(2)具有奇数个反射面的系统，物体焦距和图像焦距。理想光学系统的拉赫公式：27，1，图形图像2，分析方法图像，4，摘要，1)牛顿公式：事物与空间介质相同：2)高斯公式：系统的两个焦距之间的关系：28，

7、示例2，解决方案：1)高斯法：2)牛顿法：29，1，轴比例，4节理想光学系统比例，1，沿轴移动微量距离，高斯公式的差值，30，2，33，2，由节点位置，通过，通过节点的光，34，B，4，通过平行光管道测量焦距的标准，光学系统空气，主点和节点匹配。通过节点的光在发射后不会更改方向。平行光管是平行光束，35，平行光管测量焦距的原理，分割板，36，(A)，A，(b)，示例3:图形上的贴图方法，37，5，摘要，1，轴比例，2 2光组组合分析，1，组合焦点位置(矩形焦点：对于第二个光组，共点，41，事物焦点：对于第一个光组，共点)。42，2，组合焦距计算，43，组合系统中的物体焦距和图像焦距，组合焦距的

8、起始原点：组合系统中的物体，两个主要点的相同位置，44，3，组合系统中的主平面位置(如果系统在同一介质中) 2光组组合的参数计算：47，5、光焦度、光焦定义、两个光组的组合焦距、48、光焦3360(单位：屈光度)、物理意义：反映光学界收敛或发散能力的值。 例如：发射光束与入射光束相关，具有很大的偏转效果。，49，3，镜头(Lens)，1，镜头的构成和分类，构成：两个折射曲面的两个单独灯光组，第二个折射曲面的虚拟距离，实际镜头，50，2，镜头的两个折射球体的成像公式，将镜头设置为位于空气中d的关系分析(表2-1)，54，4，计算多个光组组合，1，方法：跟踪平行于主光轴入射的光线的最终发射角度。I

9、第一个灯光组：过渡公式：55，2，切线计算方法(对于多灯光组计算)，56，示例2:平行光组，已知：查找：随机设置，随机设置，58，5，望远系统，无焦点系统，匹配，光学间隔=0，59，1)垂直轴比例，2)角度比例，望远系统，比例与位置无关！示例：平行光束入射物理分析，60，应用1:光束扩展器原理，结构1:结构2:望远系统反转，61，应用2:视觉光学系统原理，62，物体直接接触人眼的广角，*概念差异：角度倍率，64，显微镜视角倍率，人眼的长角度，6，显微镜系统，物镜垂直轴倍率：物镜，目镜，65，佐原健二摘要，理想光学系统理论：1，基本分析方法和应用：牛顿公式，高斯公式理想光学系统组合：1)两个光学组组合公式和计算2)多个光学组组合