应用光学第十章ppt课件.ppt
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去苏州大学现代光学所苏州市十梓街1号，215006*马 韬 第一章 几何光学的基本定律和成像的概念应用光学应用光学火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.110.1五种初级像差五种初级像差1.一般光学系统当结构形式一定时，高级像差随结构参数的改变影响很小，实际像差将随初 级像差的变化而变化。赛得推导出仅有五种独立的初级象差，即以和数SI、SII SIII、SIV、SV分别表示初级球 差，初级彗差，初级象散，初级场曲和初级畸变。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.110.1五种初级像差五种初级像差2.初级球差：初级球差：3.初级彗差：初级彗差：4.初级象散和场曲：初级象散和场曲：5.初级畸变：初级畸变：火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.210.2具有初级像差的光束结构具有初级像差的光束结构1.1.极坐标形式的初级像差的一般表示式极坐标形式的初级像差的一般表示式为了便于分析含有各种初级像差的光束结构，把入射光瞳面上光线的坐标用极坐标表示，如右图所示，则有以下关系用入射光瞳面上极坐标表示的初级像差的一般表示式为轴向：子午垂轴：弧失垂轴：火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.210.2具有初级像差的光束结构具有初级像差的光束结构2.2.初级球差的成像光束结构初级球差的成像光束结构在前面的式中令y=0，则的到轴上点垂轴分量：则垂轴球差为以上三式表明，具有初级球差的光束在高斯像面上的点像为一个圆斑，其半径与入射光瞳半径的三次方成正比3.3.具有纯初级彗差时的成像光束结构具有纯初级彗差时的成像光束结构初级彗差仅由第二塞得和数 所决定，通过推导可得垂轴像差为使上式中的两式平方相加，得火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.210.2具有初级像差的光束结构具有初级像差的光束结构表明入射光瞳所截的光束截面内具有相同值的光线（即分布在以入射光瞳中心为圆心，以为半径的圆周上的光线）在像平面上形成一个圆圆的半径：圆心纵坐标：所以对于不同的值的圆周上的光线，在像平面上得到不同半径的圆，且圆心位置也各不相同如果光学系统只有彗差，则像平面上的一系列圆具有两条过点B的夹角为60度的公切线火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去3.3.具有初级像散和场曲的成像光束的结构具有初级像散和场曲的成像光束的结构具有纯初级像散和场曲时，垂轴像差中应保留含有 和 的项，经化简后有将以上两式平方后相加，得这是一个椭圆方程，其中心为主光线与高斯相面的交点B，这表明从轴外点发出经入射光瞳面上半径为的光线经系统以后与像平面相交成一个椭圆，如下图所示 10.210.2具有初级像差的光束结构具有初级像差的光束结构入射光瞳环带有初级像散和场曲的弥散斑火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式1.1.阿贝不变量表示的塞得和数阿贝不变量表示的塞得和数塞得和数表征了光学系统的五种初级像差在各个折射面上的分布。因此，塞得和数值除与光学系统的物距（）和视场（）有关外，还与光学系统的结构（r,d,n）有密切关系将塞得和数中的 变成 ，且设Q是阿贝不变量阿贝不变量表示的塞得和数为火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式其中hz是第二近轴光线在折射面上的入射高度；Qz是第二近轴光线的阿贝不变量。Q和Qz之间可用拉赫不变量J联系起来即2.2.PW形式的塞得和数形式的塞得和数在塞得和数中引入以下符号：其和第一近轴光线的角度u和u的关系：火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式和阿贝不变量Q的关系：为了推导出PW形式塞得和数，还应求得 的关系，经推导可得以折射面的P和W表示 的塞得和数表示式为火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式3.3.薄透镜系统初级像差的薄透镜系统初级像差的PWPW表示式表示式（1）由上式可看出，当光学系统的物距 、光阑位置 、第一、第二近轴光线的孔径角u和 uz确定后，五种初级像差决定于各个薄透镜光祖的光焦度分配和各个光祖的Pj和Wj的组 合火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式对于由相接触的薄透镜组成的光学系统，塞得和数可以写成（2）当 ，u和uz确定后，单组薄透镜组成的光学系统在总的焦距确定后，五种初级像差 由系统的P和W决定（3）当 ，u,uz和 确定，且 ，初级球差决定于系统的P，初级彗差和初级正弦差决定 于系统的W火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式4.4.单个薄透镜的单个薄透镜的P P和和W WM个相接触薄透镜的 为其中由上式可知，薄透镜的初级球差、初级正弦差除与物体位置 、透镜玻璃折射率n有关外，还与透镜形状有关。当 和n确定，保持光焦度不变时，改变透镜形状，其球差按二次抛物线规律随 改变，正弦差按直线规律随 改变。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式5.5.密接双薄透镜系统的初级像差密接双薄透镜系统的初级像差双胶合透镜双胶合透镜为了按已给定的实际球差求解光学结构，必须把初级球差表示成 的函数其中下标为1的符号指第一块透镜的量，下标为2的是指第二块透镜的量，是第一块透镜像距的倒数，是第二块透镜物距的倒数。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去10.410.4塞得和数的表示形式塞得和数的表示形式当选定玻璃的折射率n1和n2以及确定了透镜的光焦度1和2以后，上式就只剩下一个未知数2，当给定求差值 时，便可以求出所要求的2 由双胶合透镜的胶合面曲率2表示的初级正弦差公式为同理给定SC的值便可以求得所要求的2值火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去 Thank you!
