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1、关于光学仪器基本原理第1页，讲稿共35张，创作于星期日（1）保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深（2）控制成像物空间的范围控制成像物空间的范围（3）控制像面的亮度控制像面的亮度（1）孔径光阑：诸挡光孔中孔径光阑：诸挡光孔中,最有效的控制成像光束光能量者，称最有效的控制成像光束光能量者，称为孔径光阑简称孔阑为孔径光阑简称孔阑1)光阑的作用：光阑的作用：2)光阑的种类：光阑的种类：第2页，讲稿共35张，创作于星期日ABAB孔径光阑孔径光阑底片底片第3页，讲稿共35张，创作于星期日瞳孔瞳孔（2）视视场场光光阑阑：诸诸挡挡光光孔孔中中,最
2、最有有效效的的控控制制成成像像物物空空间间范范围围者者，称为视场光阑称为视场光阑.简称场阑简称场阑人眼瞳孔：孔径光阑，人眼瞳孔：孔径光阑，窗窗：视场光阑窗：视场光阑物点物点第4页，讲稿共35张，创作于星期日ABAB孔径光阑孔径光阑视场光阑视场光阑底片底片第5页，讲稿共35张，创作于星期日2 光瞳（光瞳（pupil）孔径光阑在物空间中的等效孔径孔径光阑在物空间中的等效孔径 孔径光阑在像空间中的等效孔径孔径光阑在像空间中的等效孔径 入射光瞳入射光瞳(入瞳入瞳)：限制入射光束的有效孔径：限制入射光束的有效孔径,是孔径光阑对前方光学系统所成的像是孔径光阑对前方光学系统所成的像出射光瞳出射光瞳(出瞳出瞳
3、)：限制出射光束的有效孔径：限制出射光束的有效孔径,孔径光阑对后方光学系统所成的像孔径光阑对后方光学系统所成的像第6页，讲稿共35张，创作于星期日 孔径光阑与光轴上物点位置有关，欲确定孔阑孔径光阑与光轴上物点位置有关，欲确定孔阑，必须首必须首先明确是对光轴上哪个物点先明确是对光轴上哪个物点 将系统所有的通光孔成像于光学系将系统所有的通光孔成像于光学系统的物空间，其中对轴上物点张角统的物空间，其中对轴上物点张角最小者，称为入瞳，入瞳对应的物最小者，称为入瞳，入瞳对应的物叫做孔阑叫做孔阑 孔阑对后光学系统的像，为出射光瞳，孔阑对后光学系统的像，为出射光瞳，简称出瞳简称出瞳怎样确定孔阑？怎样确定孔阑
4、？第7页，讲稿共35张，创作于星期日在这个系统中，孔径光阑同时也是出瞳在这个系统中，孔径光阑同时也是出瞳孔径光阑孔径光阑入瞳入瞳-孔径光阑对孔径光阑对前方系统成的像前方系统成的像入射孔径角入射孔径角出射孔径角出射孔径角uu第8页，讲稿共35张，创作于星期日在这个系统中，孔径光阑同时也是入瞳在这个系统中，孔径光阑同时也是入瞳孔径光阑孔径光阑出瞳出瞳-孔径光阑对孔径光阑对后方系统成的像后方系统成的像uu入射孔径角入射孔径角出射孔径角出射孔径角第9页，讲稿共35张，创作于星期日uu孔径光阑孔径光阑出瞳出瞳入瞳入瞳？第10页，讲稿共35张，创作于星期日某某种种相相机机镜镜头头的的孔孔径径光光阑阑、光光
5、瞳瞳第11页，讲稿共35张，创作于星期日透镜的像差透镜的像差(Lens Aberrations)1 像差的基本概念像差的基本概念 如果成像系统：如果成像系统：1）不能将一个物点唯一地变换成一个像点；）不能将一个物点唯一地变换成一个像点；像差像差单色像差单色像差(monochromatic aberration)色差色差(chromatic aberration)或者或者 2）物像平面上各点的线放大率不同）物像平面上各点的线放大率不同第12页，讲稿共35张，创作于星期日-uuPP近轴条件下：近轴条件下：单色像差的来源单色像差的来源球面球面系统在系统在近轴条件近轴条件下可以下可以理想成像理想成像物
6、像一一对应物像一一对应第13页，讲稿共35张，创作于星期日非近轴情况下，三次幂以上项不能忽略非近轴情况下，三次幂以上项不能忽略-uuPP出现三级以上像差出现三级以上像差 球面系统不能理想成像球面系统不能理想成像第14页，讲稿共35张，创作于星期日三级像差三级像差(或初级像差或初级像差)-5种：种：1)球差球差(spherical aberration)2)慧差慧差(coma)3)像散像散(astigmatism)和场曲和场曲(curvature of field)4)畸变畸变(distortion)第15页，讲稿共35张，创作于星期日2 球差球差(Spherical aberration)轴轴上上物物点点发发出出的的大大孔孔径径光光线线不不聚聚焦焦于于一一点点 PP第16页，讲稿共35张，创作于星期日近轴光线近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线非近轴光线近轴光线近轴光线FSfs球差的定量：球差的定量：dL=f-s FSsfsdL 0 -正球差正球差dL 0 -正慧差正慧差dH 0 -正像散差正像散差dL 时时 焦平面上两星像的最小可分辨间距：焦平面上两星像的最小可分辨间距：分辨本领分辨本领(Resolving Power):或或 第34页，讲稿共35张，创作于星期日感谢大家观看12.10.2022第35页，讲稿共35张，创作于星期日