【工程光学】平面与平面系统

ref 《工程光学》第4版 郁道银

1.平面光学元件种类&作用

平面反射镜

• 唯一能成完善像的最简单光学元件
  • 物像关于平面镜对称
  • 物像等大, 虚实相反
  • 物体旋转, 像反转相同的角度
• 镜面转动$\angle \alpha$, 光线转$\angle 2\alpha$
• 可测微小角度与位移(光学杠杆)
  • 
  • $$F_{1}F=2f^{\prime }\frac{x}{a}$$

平行平板

• 出射光//入射光
• 不能放大缩小
• 侧向轴向位移
• 
  • $$\Delta l^{\prime }=d(1-\frac{1}{n})$$

反射棱镜

• 作用: 折转光路,转向,倒像,扫描
• 分类
  • 简单棱镜: 道威棱镜(周视瞄准仪), 斯密特棱镜(折叠光路)
  • 屋脊棱镜: 偶数次反射
  • 立方角锥棱镜: 侧向位移
  • 复合棱镜: 分光棱镜(一束光分为两束等光程的光), 分色棱镜(彩色电视摄像机), 转像棱镜(折叠光路,望远系统倒像)
• 展开
  • 
  • $$L=KD$$

折射棱镜

• 作用: 偏折光束方向, 产生色散
• 
  • 测折射率
  • $$\sin \frac{\alpha +{\delta }_m}{2}=n\sin \frac{\alpha }{2}$$

光楔

• 
  • $$\delta =\alpha (n-1)$$
• 双光楔旋转测微
  • $$\delta =2\alpha (n-1)\cos \phi$$
• 双光楔移动测微
  • 
  • $$\Delta y=\Delta z\cdot \delta$$

色散

白光经过棱镜后分解为不同色光, 在棱镜后看到七彩

• 折射率大偏角大
• 阿贝常数越大, 色散越低
• 白光光谱: 按波长长短顺序排列: 红橙黄绿青蓝紫

光学材料

• 透射材料
  • 光学玻璃,光学晶体,光学塑料
  • 光学特性由对各波长的透过率&折射率决定
  • 阿贝常数越大, 色散越低
• 反射材料
  • 不存在色散
  • 光学特性只由光谱反射比决定