第三章 平面成像系統(tǒng)課件

第四章平面成像系統(tǒng)平面系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)中的作用平面鏡成像反射棱鏡平行平面板折射棱鏡本章結(jié)束第三章平面成像系統(tǒng)平面系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)中的作用改變光軸方向,便于觀察和縮小儀器體積改變像的方向，變倒像為正像擴(kuò)大儀器的傳動(dòng)比，提高測(cè)量精度擴(kuò)大儀器的觀察、測(cè)量范圍合像、分像分光、分色結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)第一節(jié)平面鏡成像一、平面鏡的成像特性1。單面鏡成像2。雙面鏡成像結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)第二節(jié)反射棱鏡一、反射棱鏡的構(gòu)成二、反射棱鏡的分類(lèi)三、反射棱鏡的成像方向四、反射棱鏡的展開(kāi)結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)第三節(jié)平行平板一、平行平板的成像特性

二、平行平板對(duì)光線(xiàn)位移的計(jì)算

三、平行平板的等效空氣層四、舉例返回第三章平面成像系統(tǒng)第四節(jié)

折射棱鏡和光楔一、

折射棱鏡

二、光楔

結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)單面鏡成像的特性物、像關(guān)于平面鏡對(duì)稱(chēng)，物距等于像距

(圖)平面鏡所成像與物等大，成鏡像(圖)平面鏡成完善像，屬理想系統(tǒng)平面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)?，將使出射光線(xiàn)方向改變2?(圖1)(圖2)本頁(yè)結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)雙面鏡成像特性⑴像點(diǎn)的位置

反射像均位于以雙面鏡的相交軸線(xiàn)O為圓心、以O(shè)A為半徑的圓周上。兩次成像后的像點(diǎn)位置是以O(shè)A為始邊，按反射順序的方向旋轉(zhuǎn)2α圓周處。

(圖)⑵出射光線(xiàn)的方向出射光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)2α，與入射角無(wú)關(guān)，只取決于雙面鏡之間的夾角α。(圖)(3)兩次反射成一致像本頁(yè)結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)反射棱鏡的構(gòu)成形狀：將多個(gè)反射面做在同一塊玻璃上的光學(xué)元件棱鏡的工作面：指光線(xiàn)與之相交的面；棱鏡的光軸：指光學(xué)系統(tǒng)的光軸在棱鏡內(nèi)部所成的折線(xiàn)；棱：指工作面之間的交線(xiàn)；主截面：指垂直于棱的平面本頁(yè)結(jié)束返回圖第三章平面成像系統(tǒng)反射棱鏡的類(lèi)型⑴簡(jiǎn)單棱鏡⑵屋脊棱鏡⑶復(fù)合棱鏡(4)角錐棱鏡本頁(yè)結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)只含有一個(gè)主截面的棱鏡為簡(jiǎn)單棱鏡

返回第三章平面成像系統(tǒng)反射面被兩個(gè)互相垂直的反射面取代的棱鏡稱(chēng)作屋脊棱鏡返回第三章平面成像系統(tǒng)復(fù)合棱鏡是將多個(gè)簡(jiǎn)單棱鏡（或屋脊棱鏡）組合在一起使用的棱鏡組

返回圖第三章平面成像系統(tǒng)棱鏡系統(tǒng)成像的物象坐標(biāo)變化

⑴沿著光軸的坐標(biāo)軸（如圖中的z軸）經(jīng)反射后仍沿著光軸；⑵垂直于主截面的坐標(biāo)軸（如圖中的y軸）一般情況下保持與物坐標(biāo)相同，但當(dāng)遇有屋脊面時(shí)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)屋脊面反向一次；⑶在主截面內(nèi)的坐標(biāo)軸（如圖中的x軸）由棱鏡的反射次數(shù)決定其方向：奇次反射成鏡像，右手系變左手系；偶次反射成一致像，右手系不變。在計(jì)數(shù)時(shí)，每一屋脊面被認(rèn)為是兩次反射。本頁(yè)結(jié)束返回圖第三章平面成像系統(tǒng)反射棱鏡的等效作用與展開(kāi)

作用

“拉直”的光軸相當(dāng)于經(jīng)過(guò)一個(gè)平行平面板

方法

將棱鏡展開(kāi)來(lái)計(jì)算，展開(kāi)的過(guò)程就是光軸經(jīng)反射面逐次成鏡像的過(guò)程。

結(jié)構(gòu)常數(shù)

K=L/DL：展開(kāi)后的平板厚度；D：瞳光口徑

結(jié)束

圖返回第三章平面成像系統(tǒng)返回第三章平面成像系統(tǒng)返回第三章平面成像系統(tǒng)返回第三章平面成像系統(tǒng)返回第三章平面成像系統(tǒng)出射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)平行-----無(wú)焦元件返回第三章平面成像系統(tǒng)平行平板對(duì)象點(diǎn)產(chǎn)生的軸向位移返回第三章平面成像系統(tǒng)等效空氣層的概念

返回圖第三章平面成像系統(tǒng)返回等效空氣層的作用第三章平面成像系統(tǒng)例題為了正像的需要，在物鏡與像面之間加入反射棱鏡，計(jì)算時(shí)常將反射棱鏡作為平行平板處理。如圖，已知物鏡的像距為，棱鏡出射面到像面的距離，像面直徑，物鏡直徑，反射棱鏡的結(jié)構(gòu)常數(shù)，折射率，試求反射棱鏡入射面的通光口徑及該面到物鏡之間的距離。第三章平面成像系統(tǒng)解題思路第一步作光路圖第二步根據(jù)光路建立幾何關(guān)系，由條件，棱鏡的結(jié)構(gòu)常數(shù)為1，表明口徑與厚度相等。確定極值光線(xiàn)的入（出）射方向及高度，從而確定棱鏡的通光口徑。確定平行平板對(duì)象點(diǎn)的位移，確定像面的位置變化第三章平面成像系統(tǒng)返回第三章平面成像系統(tǒng)折射棱鏡光在棱鏡中只有折射沒(méi)有反射的棱鏡稱(chēng)作折射棱鏡

⑴折射棱鏡的偏轉(zhuǎn)

⑵折射棱鏡的色散結(jié)束

返回第三章平面成像系統(tǒng)光楔頂角很小的折射棱鏡稱(chēng)作光楔

光楔的偏向角近軸計(jì)算式在小角度和小位移測(cè)量中的應(yīng)用（1）角度測(cè)微的工作原理（2）位移測(cè)微的工作原理結(jié)束返回第三章平面成像系統(tǒng)出射光線(xiàn)對(duì)入射光線(xiàn)的夾角成偏向角當(dāng)I1=-I2’或I1’=--I2時(shí)得最小偏向角返回第三章平面成像系統(tǒng)當(dāng)白光經(jīng)過(guò)折射棱鏡后，各種譜線(xiàn)將以