在一個(ge) 光學係統的若幹通光孔中,一定有一個(ge) 光孔起著限製成像光束的作用。這個(ge) 光孔被稱為(wei) 孔徑光闌。孔徑光闌的大小和位置決(jue) 定了
光學係統的通光能力、成像範圍和分辨能力。
孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳
在一個(ge) 光學係統的若幹通光孔中,一定有一個(ge) 光孔起著限製成像光束的作用。在下圖所示的係統中,它由兩(liang) 個(ge) 透鏡組及其之間的一個(ge) 專(zhuan) 設光闌Q所組成,一共有三個(ge) 光孔Q_1, Q_2和Q。在下圖中,自物體(ti) 中心,即軸上點A發出的與(yu) 光軸成不同角度的三條光線,分別經過三個(ge) 光孔的邊緣,其中經光闌Q邊緣Q_1點的光線與(yu) 光軸的夾角最小,這表明,從(cong) A點發出的光束之中,隻有比此角小的光線才能通過係統參與(yu) 成像。所以在這個(ge) 係統中,光闌Q起著限製成像光束的作用,是係統的孔徑光闌。
在上圖中,我們(men) 可以畫出孔闌被其前麵的鏡組Q_1所成的像P_1 PP_2.我們(men) 也可以畫出光孔Q_2被其前麵的鏡組所成的像。在所有光孔被其前麵的鏡組在物空間所成的像中,孔徑光闌的像P_1 PP_2對軸上物點A的張角仍為(wei) 最小。可見,隻要找出所有光孔被其前麵的鏡組成在物空間的像,並求出它們(men) 對軸上物點的張角就能判斷。即,對軸上物點A張角最小的那個(ge) 像相對應的光孔就是孔闌。那個(ge) 光孔像,即孔闌被其前麵的鏡組在物空間所成的像稱為(wei) 光學係統的入射光瞳,簡稱入瞳。上圖中,入瞳就是P_1 PP_2。下圖對同一係統畫出了軸上點A和軸外點B的成像光束經過係統的情況,我們(men) 可以看出,入瞳決(jue) 定了物點成像光束的最大孔徑,是物麵各點成像光束的公共入口。同理,孔闌Q被其後麵的鏡組在係統像空間中所成的像P_1^' P^' P_2^',也是所有光孔在像空間的像中對軸上點的像A^'張角最小的一個(ge) 。這個(ge) 像稱為(wei) 光學係統的出射光瞳,簡稱出瞳。出瞳是物麵上各點的成像光束自係統出射時的公共出口,並且時入瞳經整個(ge) 係統所成的像。
軸上物點發出的過入瞳邊緣的光線與(yu) 光軸的夾角U稱為(wei) 物方孔徑角;由出瞳邊緣射至軸上物點的光線與(yu) 光軸U^'稱為(wei) 像方孔徑角。過入瞳中心的光線稱為(wei) 主光線,由於(yu) 共軛關(guan) 係,主光線也通過孔闌和出瞳的中心。主光線是物麵上各點成像光束的中心光線,它們(men) 構成了以入瞳中心為(wei) 頂點的同心光束,這一光束的立體(ti) 角決(jue) 定了光學係統的成像範圍。同時,過入瞳邊緣的光線也必過孔闌的邊緣和出瞳的邊緣。
相關(guan) 文獻:《幾何光學 像差 光學設計》(第三版)——李曉彤 岑兆豐(feng)
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