工程光学第2章理想光线系统

1前言：高斯像：轴上物点在近轴区以细光束成像是完善的，这个像是高斯像。高斯像面：通过高斯点且垂直于光轴的平面。共轭点：这样一对构成物像关系的点为共轭点。1：理想光学系统与共线成像理论理想光线系统：暂时抛开光学系统的具体结构，将一般仅在光学系统的近轴区存在的完善成像，扩展成任意大的空间中以任意的光束都能成完善像的理想模型，这个理想模型就是理想光学系统。又称高斯光学。共轭：每一个物点对应于唯一的一个像点。这种物像关系叫做共轭。共线成像：由符合点对应点的物像关系可推论出直线、平面成像为平面的性质。这种点对应点、直线对应直线、平面对应平面的成像变换谓之共线成像。2：理想光学系统的基点与基面（共轭点和共轭面）像面：1）：像方焦点：无限远轴上物点的像点F’。2）：像方焦平面：过F’作垂直于光轴的平面。3）：像方主点：入射光线与出射光线交于点Q’作光轴的垂线交光轴于H’。H’则是。4）：像方主平面：Q’H’则是~~。5）：像方焦距：从主点H’到焦点F’的距离f’6）则有'tan''UfH。物面：1）：物方焦点2）：物方焦平面3）：物方主点4）：物方主平面5）：物方焦距6）：UfHtan3：图解法求像：通过画图追踪典型光线求出像的方法可供选择的典型光线和可利用的性质：①平行于光轴入射的光线，它经过系统后过像方焦点。②过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴。③倾斜于光轴入射的平行光束经过系统后交于像方焦平面上的一点。④自物方焦平面的一点出发的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束。⑤共轭光线在主平面的投射高度相等。4：解析法求像：牛顿公式（以焦点为坐标原点）；高斯公式（以主点为坐标原点）。图见p231）：牛顿公式（以焦点为原点）：''ffxx。垂轴放大率：xffxyy'''x（物距）：物点A（轴上点）到物方焦距的距离AF。2）：高斯公式（以主点为原点）：1''lflf。垂轴放大率：llff''2当物像空间的介质相同时，1'''lflf，ll'。3）：理想光学系统的拉赫公式：'tan''tanUynUny4）：物方焦距和像方焦距的关系：nnff''5：理想光学系统的放大率关系：6：多光组组合计算：①：等效法（等效焦距，等效焦点，等效主点。。。。。。）②：正切计算法。正切计算法：一条投射高度为h1的平行于光轴的光线得：'tan'1kUhf。。。。。。。。（1）由高斯公式得（同乘h)：'1'flhlh。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2）利用过渡公式和角度(tanU’i-1=tanU’i)得：111'taniiiiUdhh。。。（3)连续取2个光组，令tanU1=0；得：'tan'tan1121fhUU1112'tanUdhh'tantan'tan22232fhUUU7：透镜：由两个折射面包围一种透明介质所形成的光学零件。折射面可以是球面和非球面。①：会聚透镜：对光线有会聚作用，光焦度为正值。亦称正透镜②：发散透镜：对光线有发散作用，光焦度为负值。亦称负透镜透镜的焦距公式])1()()[1('1221dnrrnnrnrff光焦度：'1f3课后习题：2-9用到的公式：rnnlnln'''；'1f。2-124