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光学系统设计相关知识点[Part.1]

时间:2022-10-07 15:35:21浏览次数:48  
标签:知识点 光线 光束 Part.1 交点 平面 子午 成像 光学系统

光学系统有哪些特性参数和结构参数?

结构参数:

曲面顶点的曲率c,基准二次曲面系数K,高次非曲面系数a4,a6,a8,a12,曲面半径r,曲面间相对位置(顶点距离)d,曲面间介质对指定波长光线的折射率n,入射光线的位置和方向,出射光线的位置和方向。

特性参数:

    物距L(代表从系统第一面顶点到物平面的距离,符号从左向右为正,反之为负;物平面无穷远时L=0,物平面与第一面顶点重合时用一个很小的数值代替)

    物高y或视场角ω(指出光学系统的成像范围;物平面位于有限距离时成像范围用物高y表示,物平面位于无限远时成像范围用视场角ω表示)

    物方孔径角正弦sinU或光束孔径高h(符合一定孔径内的光线成像清晰的要求的光束孔径;物平面位于有限距离时用轴上点边缘光线和光轴夹角U的正弦sinU表示,物平面位于无限远时用轴向平行光束的边缘光线孔径高h表示)

    孔径光阑或入瞳位置(入瞳位置用从第一面顶点到入瞳面的距离表示,向右为正向左为负)

    渐晕系数或系统中每个面的通光半径(渐晕系数用于得到有渐晕的成像光束截面的近似椭圆的面积;通光半径用于确定能够通过系统成像的实际光束截面)

 

轴上像点有哪几种几何像差?

    球差(不同孔径光线对理想像点的距离,符号光线聚交点位于理想像点的右方为正左方为负)

    轴向色差(不同颜色光线理想像点位置之差)

 

列举几种主要的轴外子午单色像差。

    子午像差

        子午场曲(子午光线对的交点离理想像平面的轴向距离,表示此光线对交点与理想像平面的偏离程度)

        子午慧差(子午光线对交点离开主光线的垂直距离,表示此光线对交点偏离主光线的程度)

        细光束子午场曲(子午光线对对称地逐渐向主光线靠近,宽度趋于零时,它们的交点与同在主光线的理想像平面的距离)

        轴外子午球差(不同宽度子午光线对的子午场曲和细光束子午场曲之差,表示细光束和宽光束交点前后位置的差)

    弧矢像差

        弧矢场曲(弧矢光线对的交点到理想像平面的距离)

        弧矢慧差(弧矢光线对的交点到主光线的距离)

        细光束弧矢场曲(主光线附近的弧矢细光束的交点到理想像平面的距离)

        轴外弧矢球差(不同宽度弧矢光线对的弧矢场曲和细光束弧矢场曲之差)

    慧差与像高的比值

    像散(细光束子午场曲和细光束弧矢场曲之差,反映主光线周围的细光束偏离同心光束的程度)

    畸变(成像光束的主光线和理想像平面交点的高度和理想像高之差,作为衡量成像变形的指标)

 

什么是波像差?什么是点列图?他们分别适用于评价何种几何光学系统的成像质量?

波像差(实际波面和理想波面之间的光程差)

    对于像差比较小的光学系统,波像差比几何像差更能反映系统的成像质量。

点列图(由于存在像差,实际的光学系统中一个物电发出的所有光线通过这个光学系统以后,其与像面交点不再是一个点,而是一个弥散的散斑)

    点列图适用于大像差系统

 

标签:知识点,光线,光束,Part.1,交点,平面,子午,成像,光学系统
From: https://www.cnblogs.com/700lab/p/16759817.html

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