《第2 光学概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2 光学概要（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 光学概要,1,2.1 射线理论及其应用2.2 透镜2.3 成像 2.4 数值孔径 2.5 衍射 2.6 总结和讨论,射线理论及其应用,在真空中,射线的传播速度为c, 在其它媒介中，射线的传播速度要低一些。射线在均匀媒介中沿直线传播。在两种媒介的分界面上，射线被反射，而且反射角等于入射角。有光能量穿过边界时，透线方向由斯涅尔定律给出。,2,3,图2.1 两种媒质分界面上的入射射线，反射射线和投射射线,4,图2.3 投射到玻璃光纤端面的射线发生的弯折,5,图2.4 当n1大于 n2时，射线偏离法线方向，折向分界面,6,图2.5 在通过一个平行的玻璃平板以后,射线方向不发生改变,透镜,7,图
2、2.6 将光束聚焦到光纤端面,一束平行光束通过透镜聚焦到一个点上,8,透镜轴,图2.7 离轴光束的聚焦,相对于透镜轴，以相同的角度入射的平行射线通过透镜时汇聚在焦平面上,9,图2.8 准直发散光束,薄透镜可以准直来自光源的光束,10,图2.9 准直来自点光源的离轴光束,通过透镜中心的射线不产生方向偏离平行于透镜轴传播的入射射线，通过透镜后汇聚于焦点处平行于中心射线传播的入射线，透射通过透镜后，与中心射线在焦平面上相交通过焦点的入射射线，通过透镜后沿着与透镜轴平行的方向传播,11,12,图2.10 透过薄透镜的射线路经,13,透镜轴,焦线,图2.11 柱透镜,14,图2.12 线光源的准直,焦线
3、上的线光源发出的射线通过柱透镜可以实现准直,15,点光源,点光源,图2.13 点光源和柱透镜。(a）侧视图 (b)顶视图,16,图2.15 渐变折射率棒,折射率随离开中心轴的距离增加而降低,17,图2.16 准直光纤末端发出的射线,数值孔径,18,光检测器,图2.21 光检测器位于焦平面上的光接收机,19,图2.22 光纤只能接收在半锥角为的锥形区域中入射的光线,20,接收角,图2.23 数值孔径和接收角之间的关系曲线,衍射,21,图2.24 (a)根据衍射理论和实验，一束均匀光束经过透镜聚焦后的结果 (b)焦平面上的光强分布,22,光纤,(a),图2.25 将光束聚焦到细光纤的端面上，可能导致耦合效率的低下,23,图2.26 归一化的高斯强度分布,24,图2.27 (a)聚焦高斯光束 (b)焦平面上出现的光斑,25,图2.28 高斯光束的准直,26,接收机,发送机,图2.29 大气传输线路,
