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应用光学与光学设计基础
1.3.5.7 5.7 矢量计算方法在平面镜系中的应用

5.7 矢量计算方法在平面镜系中的应用

当平面系统的各反射和折射面在空间呈复杂分布时,各工作面的法线可能不在同一平面内,光线经过这样系统的多次折射和反射,往往表现为空间光线的形式;另外,系统的工作原理有时要求某一个或几个平面元件处于运动状态;还有,平面元件常不可避免地存在角度制造误差和安装位置误差。上述这些都要求解决平面系统中的空间光线计算问题。矢量的表示形式和矢量代数的运算方法是解决这一问题的有力工具,而且它具有表示形式简洁、空间概念明确等突出优点,因而获得广泛应用。

本节将主要介绍矢量反射定律、矢量折射定律以及矢量绕定轴转动公式,这三者是整个矢量计算方法的基础。其中,矢量反射定律及其扩展形式,以及矢量绕定轴转动公式,在实际应用中占有更突出的位置。矢量计算方法在分析解决平面反射元件的转动以及角度制造与位置误差对光轴和像面方位偏转的影响方面十分有效,并且是矩阵运算方法的基础。