1
应用光学与光学设计基础
1.3.3.10 3.10 实际光学系统基点位置和焦距的计算

3.10 实际光学系统基点位置和焦距的计算

以上研究了理想光学系统共轴多光组复合、求取基点位置和焦距的各种方法。

由于一切共轴球面系统在近轴光线区域内(高斯区域),都是实际的理想光学系统,因此有关理想光学系统所建立的定义以及决定理想光学系统性质的各基本常数(基点位置、焦距)间的关系,对于实际光学系统的近轴区域均有意义,即理想光学系统的理论可以应用于实际光学系统的近轴区。这表明,利用实际光学系统近轴区的有关计算公式算得的各量结果与用理想光学系统有关公式计算的结果,应该是一致的。通常所说的实际光学系统的基点位置和焦距,就是指实际光学系统近轴区的基点位置和焦距。

理想光学系统与实际光学系统近轴区的这种对应关系,在单折射球面上即可得到体现。已知单折射球面的近轴物像位置共轭关系式为

img356

又由理想光学系统的物像位置共轭关系式(高斯公式)为

img357

若将单折射球面的近轴区视为理想光学系统,则其焦距值为

img358

将其代入上式,即可得到img359,表明两者完全一致。

本节即研究利用实际光学系统近轴光线的光路计算结果,求取实际光学系统基点位置与焦距的简便方法。