《平面與平面系統(tǒng)》PPT課件.ppt

1、共軸球面和平面光學(xué)系統(tǒng),共軸球面系統(tǒng)的缺點(diǎn) 所有光學(xué)元件都在一條直線上 體積大，應(yīng)用不便 加入平面系統(tǒng)減小體積,3 平面與平面系統(tǒng),平面反射鏡 平行平板 反射棱鏡 折射棱鏡 光楔,功能 光路轉(zhuǎn)折 像高度量 翻轉(zhuǎn)成像 光譜分析,平面鏡成像,從O點(diǎn)發(fā)出的同心光束，經(jīng)反射鏡M反射后，形成從O點(diǎn)發(fā)出的同心光束 完善成像 實(shí)物成虛像，虛物成實(shí)像 r, l=-l，=1,O,O,M,反射引起的手系變化,偶數(shù)次反射，手系不變 奇數(shù)次反射，手系改變 物體順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反射像反時(shí)針旋轉(zhuǎn)同樣角度,平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)引起的光線轉(zhuǎn)動(dòng),入射光線不動(dòng) 平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)角度 -I1=I, -I2=I+, -I2=-I2+=I+2 反射光線相

2、對(duì)于原反射光線轉(zhuǎn)動(dòng)I1-I2 =2 角度放大,M,M1,N,N1,I,-I1,-I2,-I2,2,角度放大的應(yīng)用,測(cè)量微小角度 測(cè)量微小位移,雙平面鏡,兩鏡平行，出射光線與入射光線平行 兩鏡夾，出射與入射光線夾角=2 只與有關(guān)。若入射角和不變，雙鏡繞棱邊旋轉(zhuǎn)，出射光線方向不變,M1,M2,M1,M2,雙平面鏡的連續(xù)一次像,M1 M2:xyz xyz xyz 右手左手右手 物體繞棱從M1到 M2轉(zhuǎn)2成像 M2 M1:物體繞棱從M2到 M1轉(zhuǎn)2成像,M1,M2,y,x,z,y,x,z,y,x,z,2,D,I1,A2,A1,-U1,平行平板,U1=U2，=tgU2/tgU1=1 =1/ =1 =2=

3、1 光焦度為零 側(cè)向位移T=DG 軸向位移L=DG/sinI1,d,-L1,L,-U2,n,I1,G,-L1,L2,-L2,光線的平移量,DEF: DE=d/cosI1 DEG: DG=DEsin( I1-I ) 展開sin()并應(yīng)用折射定律 側(cè)向位移T=DG T=dsinI11-cosI1/(ncosI1) 軸向位移L=DG/sinI1 L=d1-cosI1/(ncosI1) L=d(1-tgI1/tgI1) L與U有關(guān),D,I1,-U1,d,L,I1,G,E,F,I1,I1,平行平板的等效系統(tǒng),L2=L1+L-d 近軸時(shí)， l2=l1+l-d L=d(1-tgI1/tgI1) l=d(1-

4、1/n) 近軸細(xì)光束時(shí)， L與U無(wú)關(guān)，平行平板完善成像 物通過(guò)平行平板的像由物平移L得到,等效系統(tǒng)光路,平行平板可等效為一個(gè)空氣平板 板厚度為d=d-l 按空氣平板計(jì)算后，像點(diǎn)再平移l就得實(shí)際像點(diǎn) 實(shí)質(zhì)就是無(wú)平行平板,l,d,d,反射棱鏡,一個(gè)或多個(gè)反射鏡磨制在一塊玻璃上。若反射面不滿足全反射條件，需鍍反射膜 反射一次，光軸折轉(zhuǎn)一次 用于轉(zhuǎn)折光路，轉(zhuǎn)像，掃描 結(jié)構(gòu)緊湊，裝調(diào)要求低 入射面和出射面是折射面，一般與光軸垂直 垂直于棱的平面主截面，光軸在主截面內(nèi) 工作面（反射、入射、出射）與主截面垂直,簡(jiǎn)單棱鏡（只有一個(gè)主截面）,一次反射棱鏡,直角棱鏡 等腰棱鏡 道威棱鏡 由圖可知，垂直于主截面的坐

5、標(biāo)和沿光軸的坐標(biāo)方向不變，在主截面內(nèi)的坐標(biāo)方向改變,多次反射棱鏡,使得儀器結(jié)構(gòu)緊湊,直角棱鏡 30直角棱鏡 斯密特棱鏡 是否鏡像看反射次數(shù),屋脊棱鏡,消除鏡像，同時(shí)不增加反射面數(shù)量 兩個(gè)互相垂直的反射鏡，交線位于主截面內(nèi)。用此組合反射鏡取代反射棱鏡中的一個(gè)反射面，形成屋脊面 垂直于主截面的坐標(biāo)被兩次反射改變方向，得到與物體一致的像,屋脊棱鏡與普通棱鏡的比較,屋脊棱鏡詳解,普通直角二次反射棱鏡，x-z面為主截面,主截面垂直于圖面，普通棱鏡變?yōu)槲菁估忡R,x,y,z,z,x,y,x,y,z,z,x,y,主截面,立方角錐棱鏡,由立方體切下一角形成 光線以任意角度入射，出射光線始終與之平行 激光測(cè)距,復(fù)

6、合棱鏡,幾個(gè)棱鏡的組合,分光棱鏡 分色棱鏡,反藍(lán)膜,反紅膜,棱鏡的成像方向判斷,oz與光軸出射方向一致 垂直于主截面的oy方向視屋脊面數(shù)量而定。屋脊面數(shù)量為奇，oy與oy相反；否則相同 平行于主截面的ox方向視反射面數(shù)量而定（屋脊面算兩個(gè)反射面）。反射面數(shù)量為奇，出射手系與入射手系相反，反之相同 復(fù)合棱鏡在各個(gè)主截面內(nèi)使用上述規(guī)則 有透鏡時(shí)，要考慮透鏡成像的正倒,棱鏡的成像方向判斷實(shí)例1,棱鏡的成像方向判斷實(shí)例2,道威棱鏡 由圖知，棱鏡繞光軸轉(zhuǎn)90，像繞光軸轉(zhuǎn)180 棱鏡繞光軸轉(zhuǎn)角度，像繞光軸轉(zhuǎn)2角度,主截面,主截面,棱鏡的成像方向判斷實(shí)例3,周視瞄準(zhǔn)儀 儀器轉(zhuǎn)動(dòng)，眼不動(dòng)，物與像的手性相同,雙

7、像棱鏡A在光軸上，A1和A2重合,II和III之間半透半反 兩個(gè)直角棱鏡均非屋脊棱鏡 II III I一路主截面是圖面，出射手性不變，A A1 IIIV III I一路，在IV內(nèi)的一段主截面垂直于圖面，出射手性改變，A A2,反射棱鏡的等效作用和展開,反射棱鏡=入射、出射折射面+反射面 折射面=平行平板 反射面=轉(zhuǎn)折光路 等效作用：按反射面翻轉(zhuǎn)光路，把折線光路拉直，反射鏡等效為平行平板 用等效平行玻璃平板代替入射、出射面之間的光路=棱鏡的展開,直角一次反射棱鏡的展開,入射光：紫色 展開之前的光路：會(huì)聚于F點(diǎn)，紅色 展開之后的光路：會(huì)聚于F點(diǎn)，藍(lán)色 L:等效平板厚度,F,F,L,展開方法,在主截面內(nèi)，按反射面的順序，以反射面與主截面的交線為軸，依次使主截面翻轉(zhuǎn)180 兩折射面與光軸垂直，展開可得等效平行平板 兩折射面與光軸不垂直，展開所得有側(cè)向平移 棱鏡展開后，按平行平板簡(jiǎn)化計(jì)算,典型棱鏡的展開,L=KD，K-棱鏡結(jié)構(gòu)參數(shù),折射棱鏡,用于光路轉(zhuǎn)折和色散 兩折射面的夾角稱折射棱鏡的折射角 垂直于折射棱的平面為主截面 出射光與入射光的夾角為偏向角，從入射光以銳角轉(zhuǎn)向出射光，順時(shí)針為正,偏向角關(guān)系式,入射