理想光学系统基点基面作图.ppt

第二章理想光学系统§2-1理想光学系统与共线成像理论为了揭示物、像、成像系统三者之间的内在联系，可暂时抛开成像系统的具体结构，将一般仅在光学系统近轴区存在的完善像拓展成在任意大的空间以任意宽光束都能完善成像的理想模型，即称为理想光学系统，又称为高斯光学系统（1841年由高斯提出）。P※把这种点对应点，直线对应直线，平面对应平面的成像变换称为共线成像，上述定义称为共线成像理论。（一）无限远轴上物点发出的光线当即物点向无限远处左移时，由于任何光学系统口径有限，所以此时（二）像方焦点、像方焦平面；像方主点、主平面；像方焦距※过F’点作垂直于光轴的平面，称为像方焦平面※从像方主点H’到像方焦点F’之间的距离称为像方焦距，用f’表示-w（四）物方焦点、物方焦平面；物方主点、主平面；物方焦距Q（五）物方主平面与像方主平面之间的关系结论：主平面的横向放大率为＋1。单个折射球面的主平面和焦点二、球面焦距公式以H为原点，即可确定物方焦点F和物方焦平面的位置将n’=-n代入以下各式：三、球面节点同理，对于反射球面，同样有：小结：可供选择的典型光线和可供利用的性质有：（2）过物方焦点的光线，经过系统后平行于光轴。（3）倾斜于光轴的平行光线，经过系统后交于像方焦平面上某一点。（4）自物方焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束。再次强调：作图时先注意光组的正负，看物方焦点F和像方焦点F’的位置。已知F和F’，求轴上点A的像方法2：过F作辅助线，过光组后与光轴平行，交像方焦平面于N’，则A点射出的与辅助光线平行的光线过光组后过N’点，与光轴交点即是A’。方法３：过A作垂直于光轴的辅助物AB，按照前面的方法求出B’，由B’作光轴的垂线，则交点A’就是A的像。方法4：利用过主点光线方向不变，作过主点的辅助光线。利用像方焦平面上发出的光线过光组后平行射出的性质。然后作平行辅助光线的出射光线。也可以利用像方焦平面。作和入射光线平行的辅助光线，利用与光轴成一定角度的光束过光组后交于像方焦平面。