ch3 平面與平面系統(tǒng)課件

第三章平面與平面系統(tǒng)1主要內(nèi)容平面系統(tǒng)主要應(yīng)用：改變光路方向；轉(zhuǎn)像、倒像、分光；產(chǎn)生色散用于光譜分析。一、平面鏡成像二、平行平板三、反射棱鏡四、折射棱鏡與光楔五、光學(xué)材料2§3.1平面鏡成像一、平面鏡成像1.平面鏡的成像性質(zhì)：l'=－l，β=1平面鏡是唯一能成完善像的光學(xué)零件。對稱性：使物像不一致，使原來的右手坐標(biāo)系變?yōu)樽笫肿鴺?biāo)系，形成鏡像。結(jié)論：1）奇數(shù)次反射，成鏡像；偶數(shù)次反射，物像一致。2）當(dāng)物體旋轉(zhuǎn)時，像沿相反的方向旋轉(zhuǎn)相同的角度。平面成像平面的鏡像3光學(xué)杠桿原理：由上式可知，這種基于光學(xué)杠桿原理的裝置可以測量微小的位移。5二、雙面鏡成像出射光線和入射光線的夾角與入射角無關(guān)，只取決于雙面鏡的夾角α角。作用：折轉(zhuǎn)光路，只需調(diào)整好雙面鏡的夾角，對雙面鏡的安裝精度要求不高。6§3.2平行平板成像一、平行平板的成像特性

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二、平行平板的等效光學(xué)系統(tǒng)1.近軸細(xì)光束成像

近軸區(qū)的軸向位移為：Δl'=d(1-1/n)所以，近軸區(qū)光線的軸向位移與入射角無關(guān)，成完善像。

2.應(yīng)用：

在光學(xué)系統(tǒng)中，常把平行平板等效為空氣平板。9§3.3反射棱鏡一、概述1.反射棱鏡：

將一個或多個反射面磨制在同一塊玻璃上的光學(xué)元件。2.作用：

折轉(zhuǎn)光路、轉(zhuǎn)像、倒像、掃描等

3.術(shù)語：主截面、工作面、棱、光軸、入射面和出射面

4.特點(diǎn)：反射裝配困難、反射面易腐蝕、反射鏡組合困難。

反射棱鏡無上述缺點(diǎn)。

10二、反射棱鏡的類型反射棱鏡種類繁多，大體上可分為：簡單棱鏡、屋脊棱鏡、立方角錐棱鏡和復(fù)合棱鏡。1.簡單棱鏡

簡單棱鏡只有一個主截面，所有工作面都與主截面垂直。根據(jù)反射次數(shù)，又可分為：一次反射棱鏡、二次反射棱鏡、三次反射棱鏡。一次反射棱鏡二次反射棱鏡113.立方角錐棱鏡立方體切下一個角形成。光線以任意方向入射，經(jīng)三個直角面反射后，出射光線始終與入射光線平行；當(dāng)棱鏡繞其頂點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時，出射光線方向不變，僅產(chǎn)生一個位移。主要用于激光測距。立方角錐棱鏡134.復(fù)合棱鏡由兩個以上的棱鏡組合形成復(fù)合棱鏡。它可以實(shí)現(xiàn)特殊的功能。常見的有：分光棱鏡、分色棱鏡、轉(zhuǎn)像棱鏡和雙像棱鏡（用于目鏡）。分光棱鏡分色棱鏡14轉(zhuǎn)像棱鏡的成像雙像棱鏡的成像15三、反射棱鏡的等效作用與展開反射棱鏡是由兩個折射面和若干個反射面組成。作用：相當(dāng)于平面鏡＋平行平板用途：折轉(zhuǎn)光路、轉(zhuǎn)像、倒像等例如：反射棱鏡用于成像系統(tǒng)時的等效光路。反射棱鏡展開的等效光路17§3.4折射棱鏡折射棱鏡由兩個折射表面對光線進(jìn)行折射而進(jìn)行工作的。兩折射面的交線稱為折射棱；其夾角稱為折射角；垂直于折射棱的平面稱為主截面。ABCDnαI1I2'I1'I2折射棱鏡18一、折射棱鏡的偏轉(zhuǎn)折射棱鏡的兩個工作面不同軸，故不能把這種棱鏡看作平行平板。入射光線AB與出射光線CD的夾角，稱為偏向角。偏向角的計算公式為：由上式可知：偏向角的大小與I1、α、n有關(guān)。最小偏向角滿足的條件：I1

=－I2'，I1=－I2'

應(yīng)用：常用最小偏向角測量介質(zhì)折射率。19三、棱鏡的色散色散：白光經(jīng)過棱鏡后被分解為各種色光的現(xiàn)象。通常，波長長的紅光折射率低，波長短的紫光折射率高，因此，紅光的偏向角小，紫光的偏向角大。白光光譜：按波長長短順序排列的光譜。雙光楔旋轉(zhuǎn)測微21白光光譜的獲得22§3.5光學(xué)材料一、對光學(xué)材料的要求：

折射材料對工作波段有良好的透過率；反射材料對工作波段有很高的反射率。二、光學(xué)材料的種類：

主要有三大類：光學(xué)玻璃、光學(xué)晶體和光學(xué)塑料。1.光學(xué)玻璃：

光學(xué)玻璃是由硅、磷、鉛、鉀、砷、鋁等多種氧化物