【2017年整理】工程光学复习资料.doc

一、n·sinI＇=nsinI。 sinIm=n＇/n。 发生全反射的条件：①光线从光密介质向光疏介质入射，②入射角大于临界角。 光程s=nl=ct（l是介质中传播的几何路程） 完善成像条件：入射光为同心光束，出射光也为同心光束。 通过物点和光轴的截面称为子午面。 i=(l-r)*u/r i＇=n*i/n＇ u＇=u+i-i＇l＇=r(1+i＇/u＇) n＇/l＇—n/l=（n＇—n）/r ，β=y＇/y=nl＇/n＇l ，α=（n＇/n）*β2 ，γ=（n/n＇）/β，α*γ=β nuy=n＇u＇y＇，1/l+1/l＇=2/r ，li+1=li＇—di 二、每个物点对应于唯一的一个像点，称作“共轭”。 物方主平面和像方主平面是一对共轭面。 牛顿公式（以焦点为坐标原点）：xx＇=ff′，β=—f/x=—x＇/f＇ 高斯公式（以主点为坐标原点）：f＇/l＇+f/l=1 ，β=—fl＇/f＇l 物像空间介质相同时，f＇=—f ，有1/l＇—1/l=1/f＇，β=l＇/l 多光组系统：li=li-1＇— di-1，xi=xi-1—△i-1，△i=di—fi＇+fi+1 理想光学系统两焦距之间关系 f＇/f=—n＇/n 理想光学系统的放大率α=—x＇/x=（—f＇/f）*β2=（n＇/n）*β2 ，γ=（n＇/n）/β 理想光学系统的组合焦距f＇=—（f1＇f2＇）/△ ，f=（f1f2）/△。△为第一个系统的像方焦点到第二个系统物方焦点的距离。 通常用Φ表示像方焦距的倒数，Φ=1/f＇，称为光焦度。 三、平面镜的旋转特性：平面镜转动α，反射光线转动θ，θ=2α。 y=f＇tan2θ≈2f＇θ，tanθ≈θ=x/a→y=（2f＇/a）*x=K*x 双平面镜成像：出射光线和入射光线夹角β=2α，α为双平面镜夹角。 平行平板近轴区内的轴向位移为△l＇=d（1-1/l）. 平行平板不改变光线方向，平行平板不会使物体放大或缩小，对光束既不发散也不会聚，表明它是一个无焦元件，在光学系统中对光焦度无贡献，物体经平板成正立像，物像始终位于平板的同侧，且虚实相反。 物点以近轴光经平行平面板成像是完善的。 将一个或多个反射面磨制在同一块玻璃上形成的光学元件成为反射棱镜。 普通棱镜成像方向的规则如下：（1）光轴z轴：经平面镜与棱镜系统反射后，其光轴出射方向即是z’的方向。（2） 与主截面垂直的x轴：其反射后的方向由屋脊面的个数而定：当没有屋脊面或屋脊面为偶数时， x’方向与x方向相同；当屋脊面为奇数时， x’ 方向与x方向相反。（3）位于主截面y轴：根据总反射次数而定:若总反射次数为奇数成镜像；若总反射次数为偶数，成一致像。 斯密特棱镜特点：光路在棱镜中的光路很长，可以折叠光路，使仪器紧凑。入射光线与出射光线之间的夹角为45° 折射棱镜是把两个不同轴的折射平面做在同一块光学材料的光学元件。? 折射棱镜的偏向角δ为出射光线与入射光线的夹角。δ=（n—1）*α 四、孔径光阑：限制轴上物点成像光束宽度，并有选择轴外物点成像光束位置作用的光阑。 入射光瞳：孔径光阑经孔径光阑前面光学系统所成的像。 出射光瞳：孔径光阑经孔径光阑后面光学系统所成的像。 孔径光阑、出瞳、入瞳是物像关系。 视场光阑：限制成像范围大小的光阑。 物方远心光路：入瞳位于无穷远，轴外点主光线平行于光轴的光路。孔径光阑安放在显微镜物镜的像方平面处，作用是消除测量误差。 在长光路系统中，往往利用场镜达到前后系统的光瞳衔接，以减小光学零件的口径。 对准平面：在物空间与景像平面共轭的平面。物方空间点成像相当于以入射光瞳中心为投影中心，以主光线为投影线，使空间点投影在对准平面上，再成像在景像平面上。 景深：在景像平面生获得的成清晰像的物空间深度称为成像空间的景深。能清晰成像的最远平面成为远景平面；能清晰成像的最近平面成为近景平面。它们距对准平面的距离称为远景深度和近景深度。 六、像差就是理想光路与实际光路之间的差异而造成的成像缺陷，是光学系统成像不完善程度的描述 。 球差：轴上物点经过球面光学系统所产生的像差，简称球差。对轴上点A发出的某孔径带的光线与近轴光线交于不同点，形成球差。存在球差时，在像面上会产生圆形弥散斑。单透镜自身不能校正球差。单正透镜会产生负值球差，也被称为球差校正不足或欠校正。单负透镜会产生正值球差，也被称为球差校正过头或过校正。如果将正负透镜组合起来，能使球差得到校正。这种组合光组被称为消球差光组。 彗差：由主光线和光轴所确定的平面称为子午平面。子午平面内的光束称子午光束。过主光线且与子午平面垂直的平面称为弧矢平面。弧矢平面内的光束称弧矢光束。彗差是轴外物点发出宽光束通过光学系统后，并不会聚一点，相对于主光线而是呈彗星状图形的一种失对称的像差。不同孔径的光线在像平面上形成半径不