平面与平面系统.ppt

1、共轴球面和平面光学系统,共轴球面系统的缺点 所有光学元件都在一条直线上 体积大，应用不便 加入平面系统减小体积,3 平面与平面系统,平面反射镜 平行平板 反射棱镜 折射棱镜 光楔,功能 光路转折 像高度量 翻转成像 光谱分析,平面镜成像,从O点发出的同心光束，经反射镜M反射后，形成从O点发出的同心光束 完善成像 实物成虚像，虚物成实像 r, l=-l，=1,O,O,M,反射引起的手系变化,偶数次反射，手系不变 奇数次反射，手系改变 物体顺时针旋转，反射像反时针旋转同样角度,平面镜转动引起的光线转动,入射光线不动 平面镜转动角度 -I1=I, -I2=I+, -I2=-I2+=I+2 反射光线相

2、对于原反射光线转动I1-I2 =2 角度放大,M,M1,N,N1,I,-I1,-I2,-I2,2,角度放大的应用,测量微小角度 测量微小位移,双平面镜,两镜平行，出射光线与入射光线平行 两镜夹，出射与入射光线夹角=2 只与有关。若入射角和不变，双镜绕棱边旋转，出射光线方向不变,M1,M2,M1,M2,双平面镜的连续一次像,M1 M2:xyz xyz xyz 右手左手右手 物体绕棱从M1到 M2转2成像 M2 M1:物体绕棱从M2到 M1转2成像,M1,M2,y,x,z,y,x,z,y,x,z,2,D,I1,A2,A1,-U1,平行平板,U1=U2，=tgU2/tgU1=1 =1/ =1 =2=

3、1 光焦度为零 侧向位移T=DG 轴向位移L=DG/sinI1,d,-L1,L,-U2,n,I1,G,-L1,L2,-L2,光线的平移量,DEF: DE=d/cosI1 DEG: DG=DEsin( I1-I ) 展开sin()并应用折射定律 侧向位移T=DG T=dsinI11-cosI1/(ncosI1) 轴向位移L=DG/sinI1 L=d1-cosI1/(ncosI1) L=d(1-tgI1/tgI1) L与U有关,D,I1,-U1,d,L,I1,G,E,F,I1,I1,平行平板的等效系统,L2=L1+L-d 近轴时， l2=l1+l-d L=d(1-tgI1/tgI1) l=d(1-

4、1/n) 近轴细光束时， L与U无关，平行平板完善成像 物通过平行平板的像由物平移L得到,等效系统光路,平行平板可等效为一个空气平板 板厚度为d=d-l 按空气平板计算后，像点再平移l就得实际像点 实质就是无平行平板,l,d,d,反射棱镜,一个或多个反射镜磨制在一块玻璃上。若反射面不满足全反射条件，需镀反射膜 反射一次，光轴折转一次 用于转折光路，转像，扫描 结构紧凑，装调要求低 入射面和出射面是折射面，一般与光轴垂直 垂直于棱的平面主截面，光轴在主截面内 工作面（反射、入射、出射）与主截面垂直,简单棱镜（只有一个主截面）,一次反射棱镜,直角棱镜 等腰棱镜 道威棱镜 由图可知，垂直于主截面的坐

5、标和沿光轴的坐标方向不变，在主截面内的坐标方向改变,多次反射棱镜,使得仪器结构紧凑,直角棱镜 30直角棱镜 斯密特棱镜 是否镜像看反射次数,屋脊棱镜,消除镜像，同时不增加反射面数量 两个互相垂直的反射镜，交线位于主截面内。用此组合反射镜取代反射棱镜中的一个反射面，形成屋脊面 垂直于主截面的坐标被两次反射改变方向，得到与物体一致的像,屋脊棱镜与普通棱镜的比较,屋脊棱镜详解,普通直角二次反射棱镜，x-z面为主截面,主截面垂直于图面，普通棱镜变为屋脊棱镜,x,y,z,z,x,y,x,y,z,z,x,y,主截面,立方角锥棱镜,由立方体切下一角形成 光线以任意角度入射，出射光线始终与之平行 激光测距,复

6、合棱镜,几个棱镜的组合,分光棱镜 分色棱镜,反蓝膜,反红膜,棱镜的成像方向判断,oz与光轴出射方向一致 垂直于主截面的oy方向视屋脊面数量而定。屋脊面数量为奇，oy与oy相反；否则相同 平行于主截面的ox方向视反射面数量而定（屋脊面算两个反射面）。反射面数量为奇，出射手系与入射手系相反，反之相同 复合棱镜在各个主截面内使用上述规则 有透镜时，要考虑透镜成像的正倒,棱镜的成像方向判断实例1,棱镜的成像方向判断实例2,道威棱镜 由图知，棱镜绕光轴转90，像绕光轴转180 棱镜绕光轴转角度，像绕光轴转2角度,主截面,主截面,棱镜的成像方向判断实例3,周视瞄准仪 仪器转动，眼不动，物与像的手性相同,双

7、像棱镜A在光轴上，A1和A2重合,II和III之间半透半反 两个直角棱镜均非屋脊棱镜 II III I一路主截面是图面，出射手性不变，A A1 IIIV III I一路，在IV内的一段主截面垂直于图面，出射手性改变，A A2,反射棱镜的等效作用和展开,反射棱镜=入射、出射折射面+反射面 折射面=平行平板 反射面=转折光路 等效作用：按反射面翻转光路，把折线光路拉直，反射镜等效为平行平板 用等效平行玻璃平板代替入射、出射面之间的光路=棱镜的展开,直角一次反射棱镜的展开,入射光：紫色 展开之前的光路：会聚于F点，红色 展开之后的光路：会聚于F点，蓝色 L:等效平板厚度,F,F,L,展开方法,在主截面内，按反射面的顺序，以反射面与主截面的交线为轴，依次使主截面翻转180 两折射面与光轴垂直，展开可得等效平行平板 两折射面与光轴不垂直，展开所得有侧向平移 棱镜展开后，按平行平板简化计算,典型棱镜的展开,L=KD，K-棱镜结构参数,折射棱镜,用于光路转折和色散 两折射面的夹角称折射棱镜的折射角 垂直于折射棱的平面为主截面 出射光与入射光的夹角为偏向角，从入射光以锐角转向出射光，顺时针为正,偏向角关系式,入射