最新大学光学经典课件L5_光阑PPT课件.ppt
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1、8/14/202223) 孔径光阑和视场光阑孔径光阑和视场光阑对轴上物点光束的口径(立体角对轴上物点光束的口径(立体角或者发光截面)限制得最多或者发光截面)限制得最多的光阑称为的光阑称为孔径光阑孔径光阑( (有效光阑有效光阑) )。 对光具组成像的视场限制最多的对光具组成像的视场限制最多的光阑称为光阑称为视场光阑视场光阑。8/14/202298)主光线和渐晕现象:)主光线和渐晕现象:主光线的定义:通过入射光瞳中心、有效光阑中心和出射光瞳中通过入射光瞳中心、有效光阑中心和出射光瞳中心的光线称为主光线。心的光线称为主光线。每个物点仅对应一条主光线。每个物点仅对应一条主光线。渐晕现象:渐晕现象:像面
2、边缘逐渐变暗的现象。像面边缘逐渐变暗的现象。12341324a D1D2D2D1物物面面入入窗窗视视阑阑入入瞳瞳出出窗窗出出瞳瞳孔孔阑阑像面像面L8/14/2022109)视场光阑的定义)视场光阑的定义对轴外物点的主光线限制最多的对轴外物点的主光线限制最多的光阑称为视场光阑。光阑称为视场光阑。12341324a D1D2D2D1物物面面入入窗窗视视阑阑入入瞳瞳出出窗窗出出瞳瞳孔孔阑阑像面像面L8/14/2022111010)视场光阑的确定方法)视场光阑的确定方法(1 1)由入射光瞳中心向由前方系统所成)由入射光瞳中心向由前方系统所成 像的边缘引直线,其中与主光轴夹像的边缘引直线,其中与主光轴夹
3、 角最小的锐角称为角最小的锐角称为入射视场角入射视场角 0, 对应的像为对应的像为入射窗入射窗,入射窗对应的,入射窗对应的共轭物即为共轭物即为视场光阑视场光阑。12341324a D1D2D2D1物物面面入入窗窗视视阑阑入入瞳瞳出出窗窗出出瞳瞳孔孔阑阑像面像面L8/14/202212(2 2)视场光阑经后方系统所成的像称为)视场光阑经后方系统所成的像称为 出射窗出射窗。出射窗的边缘与出射光瞳。出射窗的边缘与出射光瞳 中心的连线与主光轴所夹锐角称为中心的连线与主光轴所夹锐角称为 出射视场角出射视场角 012341324a D1D2D2D1物物面面入入窗窗视视阑阑入入瞳瞳出出窗窗出出瞳瞳孔孔阑阑像
4、面像面L8/14/2022131111)注意:)注意: 在一个完整的光学系统中(两个在一个完整的光学系统中(两个以上光学器件组成的光学系统),以上光学器件组成的光学系统), 孔径光阑和视场光阑孔径光阑和视场光阑不能不能由同一个由同一个器件兼任。器件兼任。8/14/2022141212)视场光阑,入射窗和出射窗)视场光阑,入射窗和出射窗 之间的关系之间的关系视场光阑,入射窗和出射窗三者之间视场光阑,入射窗和出射窗三者之间 的关系是的关系是物像共轭物像共轭关系。关系。 12341324a D1D2D2D1物物面面入入窗窗视视阑阑入入瞳瞳出出窗窗出出瞳瞳孔孔阑阑像面像面L8/14/202215视场光
5、阑对物面范围和像面范围大小都能视场光阑对物面范围和像面范围大小都能 限制,大多数情况下间接实施控制,限制,大多数情况下间接实施控制,对物面范围的直接限制由入射窗来承担,对物面范围的直接限制由入射窗来承担,对像面范围的直接限制由出射窗来承担。对像面范围的直接限制由出射窗来承担。12341324a D1D2D2D1物物面面入入窗窗视视阑阑入入瞳瞳出出窗窗出出瞳瞳孔孔阑阑像面像面L8/14/202216例题:例题:孔径都等于孔径都等于4cm的两个薄透镜组成同轴光具组,一个的两个薄透镜组成同轴光具组,一个透镜是会聚的,其焦距为透镜是会聚的,其焦距为5cm;另一个是发散的,其焦距为;另一个是发散的,其焦
6、距为10cm。两个透镜中心的距离为。两个透镜中心的距离为4cm。对于会聚透镜前面。对于会聚透镜前面6cm处的物点,试问:处的物点,试问:(1)哪一个透镜是有效光阑?哪一个透镜是有效光阑?(2)入射光瞳和出射光瞳的位置在哪里?其大小各等于多少?入射光瞳和出射光瞳的位置在哪里?其大小各等于多少?8/14/202217(1)将发散透镜作为物对凸透镜成像:)将发散透镜作为物对凸透镜成像:4,5scm fcm 111ssf20scm代入高斯公式代入高斯公式20syycms像高像高发散透镜经会聚透镜所成的像对物点所张的孔径角为发散透镜经会聚透镜所成的像对物点所张的孔径角为210221 230626oLyu
7、arctgarctgscm8/14/2022184( 10)2.857,4102.85742.8574sfcmcmscmsfcmcmscmyycmscm (2)L1为入射光瞳,其直径为为入射光瞳,其直径为4cm。12218 2666oLyuarctgarctgcm会聚透镜对物点所张的孔径角为会聚透镜对物点所张的孔径角为所以会聚透镜为同轴光具组的有效光阑所以会聚透镜为同轴光具组的有效光阑L1经经L2成的像为出射光瞳,其位置和大小分别为:成的像为出射光瞳,其位置和大小分别为:8/14/2022191 1)光度学和辐射度学)光度学和辐射度学光度学:研究光的强弱的学科光度学:研究光的强弱的学科辐射度学
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