第二节 光学系统及成像的基本概念(P13)

一 光学系统

Ø光学系统：由一系列反射、折射表面（零件）按一定方式组合而成，从而满足一定使用要求的组合

Ø球面系统：光学表面均为球面

Ø共轴球面系统：各球面的球心均在一直线上

Ø非球面系统：

二 成像概念

Ø物点：物光束的交点

Ø像点：像光束的交点

Ø成像：物点发出的同心光束、经光学系统后变为另一个同心光束

Ø实物、实像点：实际光线的会聚点 

Ø虚物、虚像点：由光线的延长线构成的物像点

Ø共轭：物经光学系统后与像的对应关系（A、A′对称性）

Ø物空间：物所在的空间（包括虚物）

Ø像空间：物所在的空间（包括虚像）物空间与像空间可能重合

完善成像的条件

1.完善像的定义：每一个物点对应于唯一的一个像点，该像点称为完善像点，物体上每个点经过光学系统后所成完善像点的集合就是该物经过关学系统后的完善像

2.完善成像的条件：

  ①入射波面为球面波时，出射波面也为球面波

  ∵球面波对应同心光束(会聚或发散)

  ∴②入射光束为同心光束时，出射光束亦为同心光束

3.特例：单个界面可实现等光程条件

反射

①有限远物A——》有限远像 A′：椭球反射面

②无穷远物 A——》有限远像 A′：抛物反射面

③有限远物 A——》无穷远像 A'：根据光路可逆性

•这是一个四次曲线方程，为卵形线。以此曲线绕旋转而成的曲面，称卵形面。

•若令物或像点之一位于无穷远，可得二次曲面。这些曲面加工困难，且它们对轴外点并不满足等光程条件

•实际的光学系统，绝大多数由容易加工的球面构成，当满足一定条件时，能对有限大小的物等光程成像。