平面成像系統(tǒng)

平面成像系統(tǒng)第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日平面系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)中的作用改變光軸方向,便于觀察和縮小儀器體積改變像的方向，變倒像為正像擴(kuò)大儀器的傳動比，提高測量精度擴(kuò)大儀器的觀察、測量范圍合像、分像分光、分色結(jié)束返回第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日第一節(jié)平面鏡成像一、平面鏡的成像特性1。單面鏡成像2。雙面鏡成像結(jié)束返回第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日第二節(jié)反射棱鏡一、反射棱鏡的構(gòu)成二、反射棱鏡的分類三、反射棱鏡的成像方向四、反射棱鏡的展開結(jié)束返回第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日第三節(jié)平行平板一、平行平板的成像特性

二、平行平板對光線位移的計(jì)算

三、平行平板的等效空氣層四、舉例返回第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日第四節(jié)

折射棱鏡和光楔一、折射棱鏡

二、光楔

結(jié)束返回第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日單面鏡成像的特性物、像關(guān)于平面鏡對稱，物距等于像距(圖)平面鏡所成像與物等大，成鏡像(圖)

平面鏡成完善像，屬理想系統(tǒng)平面鏡轉(zhuǎn)動?，將使出射光線方向改變2?(圖1)(圖2)

本頁結(jié)束返回第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日雙面鏡成像特性⑴像點(diǎn)的位置

反射像均位于以雙面鏡的相交軸線O為圓心、以O(shè)A為半徑的圓周上。兩次成像后的像點(diǎn)位置是以O(shè)A為始邊，按反射順序的方向旋轉(zhuǎn)2α圓周處。

(圖)⑵出射光線的方向出射光線相對于入射光線的偏轉(zhuǎn)2α，與入射角無關(guān)，只取決于雙面鏡之間的夾角α。(圖)(3)兩次反射成一致像本頁結(jié)束返回第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日反射棱鏡的構(gòu)成形狀：將多個反射面做在同一塊玻璃上的光學(xué)元件棱鏡的工作面：指光線與之相交的面；棱鏡的光軸：指光學(xué)系統(tǒng)的光軸在棱鏡內(nèi)部所成的折線；棱：指工作面之間的交線；主截面：指垂直于棱的平面本頁結(jié)束返回圖第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日反射棱鏡的類型⑴簡單棱鏡⑵屋脊棱鏡⑶復(fù)合棱鏡(4)角錐棱鏡本頁結(jié)束返回第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日只含有一個主截面的棱鏡為簡單棱鏡

返回第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日反射面被兩個互相垂直的反射面取代的棱鏡稱作屋脊棱鏡返回第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日復(fù)合棱鏡是將多個簡單棱鏡（或屋脊棱鏡）組合在一起使用的棱鏡組

返回圖第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日棱鏡系統(tǒng)成像的物象坐標(biāo)變化

⑴沿著光軸的坐標(biāo)軸（如圖中的z軸）經(jīng)反射后仍沿著光軸；

⑵垂直于主截面的坐標(biāo)軸（如圖中的y軸）一般情況下保持與物坐標(biāo)相同，但當(dāng)遇有屋脊面時，每經(jīng)過一個屋脊面反向一次；⑶在主截面內(nèi)的坐標(biāo)軸（如圖中的x軸）由棱鏡的反射次數(shù)決定其方向：奇次反射成鏡像，右手系變左手系；偶次反射成一致像，右手系不變。在計(jì)數(shù)時，每一屋脊面被認(rèn)為是兩次反射。本頁結(jié)束返回圖第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日反射棱鏡的等效作用與展開

作用

“拉直”的光軸相當(dāng)于經(jīng)過一個平行平面板

方法

將棱鏡展開來計(jì)算，展開的過程就是光軸經(jīng)反射面逐次成鏡像的過程。

結(jié)構(gòu)常數(shù)

K=L/DL：展開后的平板厚度；D：瞳光口徑

結(jié)束

圖返回第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日返回第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日返回第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日返回第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日返回第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日出射光線與入射光線平行

-----無焦元件

返回第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日平行平板對象點(diǎn)產(chǎn)生的軸向位移返回第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日等效空氣層的概念

返回圖第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日返回等效空氣層的作用第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日例題為了正像的需要，在物鏡與像面之間加入反射棱鏡，計(jì)算時常將反射棱鏡作為平行平板處理。如圖，已知物鏡的像距為，棱鏡出射面到像面的距離，像面直徑，物鏡直徑，反射棱鏡的結(jié)構(gòu)常數(shù)，折射率，試求反射棱鏡入射面的通光口徑及該面到物鏡之間的距離。第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日解題思路第一步作光路圖第二步根據(jù)光路建立幾何關(guān)系，由條件，棱鏡的結(jié)構(gòu)常數(shù)為1，表明口徑與厚度相等。確定極值光線的入（出）射方向及高度，從而確定棱鏡的通光口徑。確定平行平板對象點(diǎn)的位移，確定像面的位置變化第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日返回第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日折射棱鏡光在棱鏡中只有折射沒有反射的棱鏡稱作折射棱鏡

⑴折射棱鏡的偏轉(zhuǎn)

⑵折射棱鏡的色散結(jié)束

返回第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日光楔頂角很小的折射棱鏡稱作光楔

光楔的偏向角近軸計(jì)算式在小角度和小位移測量中的應(yīng)用（1）角度測微的工作原理（2）位移測微的工作原理結(jié)束返回第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日出射光線對入射光線的夾角成偏向角當(dāng)I1=-I2’或I1’=--I2時得最小偏向角返回第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日當(dāng)白光經(jīng)過折射棱鏡后，各種譜線將以不同的偏向角分散開來，形成光譜的色散