光學元件的成像特性

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光學元件的成像特性

球麵光學元件包括球麵透鏡和球麵反射鏡。球麵透鏡是由兩(liang) 個(ge) 折射球麵或一個(ge) 折射球麵和一個(ge) 平麵所限定的透明體(ti) ；球麵反射鏡則隻包括一個(ge) 反射球麵，其共同特性是能夠對任意位置的物體(ti) 按設計倍率成像。

平麵光學元件指工作麵均為(wei) 平麵的光學零件，包括平麵反射鏡、平行平板、反射棱鏡和折射棱鏡等。其作用是改變光路方向，使倒像轉換為(wei) 正像，或產(chan) 生用於(yu) 光譜分析的色散現象。下麵討論這些光學元件的成像特性。

球麵光學元件的成像特性

球麵透鏡

因為(wei) 球麵易加工，便於(yu) 大量生產(chan) 和檢驗曲麵，所以球麵透鏡已成為(wei) 大多數光學係統中的基本成像元件。按照透鏡對光纖的作用可以分為(wei) 兩(liang) 大類：對光線起會(hui) 聚作用的稱為(wei) 會(hui) 聚透鏡，光焦度為(wei) 正值，又稱正透鏡；對光線起發散作用的稱為(wei) 發散透鏡，光焦度為(wei) 負值，又稱負透鏡。按照形狀不同有可以分為(wei) 凸透鏡和凹透鏡兩(liang) 類，其下又可以細分為(wei) 雙凸、平凸、月凸和雙凹、平凹、月凹等。

需要注意的是，凸透鏡不一定都是正透鏡，凹透鏡不一定都是負透鏡。透鏡的正負不僅(jin) 與(yu) 形狀有關(guan) ，還和透鏡的厚度有關(guan) 。

在空氣介質中，單個(ge) 透鏡的焦距（或光焦度）和透鏡的折射率、透鏡表麵的曲率半徑以及透鏡的厚度有關(guan) 。

球麵反射鏡

球麵反射鏡有凸麵鏡（r>0）和凹麵鏡（r<0）兩(liang) 種。

平麵光學元件的成像特性

平麵反射鏡

平麵反射鏡是能夠完善成像的光學元件。單個(ge) 平麵反射鏡具有以下性質：

1.像與(yu) 物對稱於(yu) 平麵鏡，物距與(yu) 像距相等。

2.像與(yu) 物大小相等，成“鏡像”。

在光學係統中加入奇數個(ge) 平麵鏡，則成“鏡像”；在光學係統中加入偶數個(ge) 平麵鏡，像與(yu) 物完全一致。與(yu) 共軸球麵係統組合後，可改變光路方向，但不會(hui) 改變像的大小和形狀，也不影響像的清晰度。

平麵鏡還有一個(ge) 重要的性質，當入射光方向不變，平麵鏡轉動α角時，反射光線轉動2α角。這個(ge) 特性可以用來測量微小角度和位移。

 

平行平板

所謂平行平板，是由兩(liang) 個(ge) 相互平行的折射平麵構成的光學元件。

平行平板成像具有以下性質：

1.光線經過平行平板折射後方向不變。

2.平行平板不使物體(ti) 放大或縮小。

3.光線經過平行平板後，雖然方向不變，但產(chan) 生位移。

反射棱鏡

將一個(ge) 或多個(ge) 反射麵磨製在同一塊玻璃上的光學元件稱為(wei) 反射棱鏡，在光學係統中主要用於(yu) 轉折光路、轉像、倒像和掃描等。光學係統的光軸在棱鏡中的部分稱為(wei) 棱鏡的光軸；光線射入棱鏡的麵稱為(wei) 入射麵；光線射出棱鏡的麵稱為(wei) 出射麵。入射麵、出射麵和反射麵都是棱鏡的工作麵。工作麵的交線稱為(wei) 棱鏡的棱；與(yu) 各個(ge) 棱垂直的麵稱為(wei) 棱鏡的主截麵。

反射棱鏡種類繁多，形狀各異，大體(ti) 上可以分為(wei) 簡單棱鏡、屋脊棱鏡、立方角錐棱鏡和複合棱鏡四類。

折射棱鏡

折射棱鏡通過兩(liang) 個(ge) 折射表麵對光線的折射進行工作的，在光學係統中的作用有兩(liang) 種，一是用於(yu) 偏折光束的方向，二是用以產(chan) 生色散。兩(liang) 折射麵的交線稱為(wei) 棱，兩(liang) 折射麵的夾角稱為(wei) 折射棱鏡的折射角，垂直於(yu) 棱的麵稱為(wei) 主截麵。

當入射光線和出射光線對稱於(yu) 棱鏡時，有Z小偏向角。利用Z小偏向角可以測量玻璃材料的折射率。

光楔是一種特殊的棱鏡，折射角很小。可以近似的看成平行平板。當光線垂直或近似垂直射到光楔上時，產(chan) 生的偏向角隻與(yu) 折射角和折射率有關(guan) 。光楔在角度和位移測量中有十分重要的国产成人在线观看免费网站。

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