大学物理：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章（3-4）光学系统的光阑

第四节 光学系统的光阑

第四节 光学系统的光阑

光阑的分类 孔径光阑(有效光阑): 限制轴上物点成像光束立体角的光阑决定光轴上点发出的 平面光束的孔径角。 2.视场光阑: 安置在物平面或象平面上限制成像范围的光阑 3.消杂光光阑: 拦截部分杂光的光阑

一、光阑的分类 1．孔径光阑 (有效光阑)： 限制轴上物点成像光束立体角的光阑决定光轴上点发出的 平面光束的孔径角。 2．视场光阑： 安置在物平面或象平面上限制成像范围的光阑。 3．消杂光光阑： 拦截部分杂光的光阑

孔径光阑入射光瞳和出射光瞳 定义: 将光学系统中所有光学零件的通光孔,分别通过其前面的 光学零件成像到整个系统的物空间,其中对物面中心张角最 小的像是入射光瞳,和入瞳对应的光阑是孔径光阑 入瞳 L -U 2ag 孔径光

二、孔径光阑入射光瞳和出射光瞳 1．定义： 将光学系统中所有光学零件的通光孔，分别通过其前面的 光学零件成像到整个系统的物空间, 其中对物面中心张角最 小的像是入射光瞳, 和入瞳对应的光阑是孔径光阑

使所有光学零件的通光孔通过后面的光学零件成像到象 空间去,则对象面中心张角最小的像是出射光瞳。 4出建 决层 A P 孔径光闻

使所有光学零件的通光孔通过后面的光学零件成像到象 空间去，则对象面中心张角最小的像是出射光瞳

A B B B〃 B

2.孔光阑及入瞳,出瞳关系,主光线 通过入瞳中心的光线称为主光线,对理想光学系统主线必 通过孔阑和出瞳中心 主光线 出孔入 瞳阑瞳 相对孔径=入瞳直径D整个系统焦距∫

出 瞳 孔 阑 入 瞳 主光线 2．孔光阑及入瞳，出瞳关系，主光线 通过入瞳中心的光线称为主光线，对理想光学系统主线必 通过孔阑和出瞳中心。 相对孔径=入瞳直径D/整个系统焦距 f’

结构对称光阑的对称式系统,其入瞳和出瞳与光学系统 的物方主面和象方主面相重合。 光学系统的孔径光阑只是对一定位置的物体而言的,如 果物体的位置发生变化,原来限制光束的孔阑就会失去 限制光束的作用 视场光阑、入射窗、出射窗 1.定义: 把孔阑以外的所有光孔,通过其前面的光学零件成像, 则对入瞳中心张角最小像为入窗。把孔阑以外的所有光 孔,通过其后面的光学零件成像,则对出瞳中心张角最 小像为出窗。 入窗限制物空间的成像范围 出窗限制物像方视场

结构对称光阑的对称式系统，其入瞳和出瞳与光学系统 的物方主面和象方主面相重合。 三、视场光阑、入射窗、出射窗 1．定义： 把孔阑以外的所有光孔，通过其前面的光学零件成像， 则对入瞳中心张角最小像为入窗。把孔阑以外的所有光 孔，通过其后面的光学零件成像，则对出瞳中心张角最 小像为出窗。 光学系统的孔径光阑只是对一定位置的物体而言的，如 果物体的位置发生变化，原来限制光束的孔阑就会失去 限制光束的作用。 入窗限制物空间的成像范围。 出窗限制物像方视场

视场光阑是对一定位置的孔阑而言的,当孔阑位置改变时, 原来的视场光阑可能被另外的光孔代替 2.线视场、视场角、视场可以用长度来量度,称为线视场 物方线视场为物高的两倍2y 象方线视场为象高的两倍2y 其关系为y=y 在物空间:入窗边缘对入瞳中心所张的角称物方视场角 在象空间:出窗边缘对出瞳中心所张的角称象方视场角

视场光阑是对一定位置的孔阑而言的，当孔阑位置改变时， 原来的视场光阑可能被另外的光孔代替。 2．线视场、视场角、视场可以用长度来量度，称为线视场 物方线视场为物高的两倍 象方线视场为象高的两倍 2 y 2y' 其关系为 y' = y 在物空间：入窗边缘对入瞳中心所张的角称物方视场角。 在象空间：出窗边缘对出瞳中心所张的角称象方视场角

3.轴外点发出光束的渐量 轴外点光束部分被系统地拦掉的现象称为轴外点渐晕 轴外物点离光轴越远,渐晕越大 入窗在物空间加对轴外光束起拦截作用,产生渐晕 出窗在象空间加对轴外光束起拦截作用,产生渐晕 B 物 如 入 平 瞳 物平面 入窗 入瞳

3．轴外点发出光束的渐量 轴外点光束部分被系统地拦掉的现象称为轴外点渐晕 轴外物点离光轴越远，渐晕越大. 入窗在物空间加对轴外光束起拦截作用，产生渐晕 . 出窗在象空间加对轴外光束起拦截作用，产生渐晕。 入 窗 入 瞳 物 平 面 B1 入 窗 入 瞳 物 平 面 B2

BBB 物入入 窗瞳 面 4.消除渐晕条件(BB3范围为渐晕区)

入 窗 入 瞳 物 平 面 4．消除渐晕条件（B1B3范围为渐晕区） B3 B1 B2