平面与平面系统课件

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1、共轴球面和平面光学系统o共轴球面系统的缺点n所有光学元件都在一条直线上n体积大，应用不便o加入平面系统减小体积平面与平面系统课件3 平面与平面系统o平面反射镜o平行平板o反射棱镜o折射棱镜o光楔o功能n光路转折n像高度量n翻转成像n光谱分析平面与平面系统课件平面镜成像o从O点发出的同心光束，经反射镜M反射后，形成从O点发出的同心光束o完善成像o实物成虚像，虚物成实像or, l=-l，=1OOM平面与平面系统课件反射引起的手系变化o偶数次反射，手系不变o奇数次反射，手系改变o物体顺时针旋转，反射像反时针旋转同样角度平面与平面系统课件平面镜转动引起的光线转动o入射光线不动o平面镜转动角度o-I1=

2、I, -I2=I+, -I2=-I2+=I+2o反射光线相对于原反射光线转动I1-I2 =2o角度放大MM1NN1I-I1-I2-I22平面与平面系统课件角度放大的应用o测量微小角度o测量微小位移平面与平面系统课件双平面镜o两镜平行，出射光线与入射光线平行o两镜夹，出射与入射光线夹角=2o只与有关。若入射角和不变，双镜绕棱边旋转，出射光线方向不变M1M2M1M2平面与平面系统课件双平面镜的连续一次像oM1 M2:xyz xyz xyz o右手左手右手o物体绕棱从M1到 M2转2成像oM2 M1:物体绕棱从M2到 M1转2成像M1M2yxzyxzyxz2平面与平面系统课件DI1A2A1-U1平行

3、平板oU1=U2，=tgU2/tgU1=1o=1/ =1o=2=1o光焦度为零o侧向位移T=DGo轴向位移L=DG/sinI1d-L1L-U2nI1G-L1L2-L2平面与平面系统课件光线的平移量oDEF: DE=d/cosI1oDEG: DG=DEsin( I1-I )展开sin()并应用折射定律o侧向位移T=DGnT=dsinI11-cosI1/(ncosI1)o轴向位移L=DG/sinI1nL=d1-cosI1/(ncosI1)nL=d(1-tgI1/tgI1)oL与U有关DI1-U1dLI1GEFI1I1平面与平面系统课件平行平板的等效系统oL2=L1+L-do近轴时， l2=l1+l

4、-doL=d(1-tgI1/tgI1) l=d(1-1/n)o近轴细光束时， L与U无关，平行平板完善成像o物通过平行平板的像由物平移L得到平面与平面系统课件等效系统光路o平行平板可等效为一个空气平板o板厚度为d=d-lo按空气平板计算后，像点再平移l就得实际像点o实质就是无平行平板ldd平面与平面系统课件反射棱镜o一个或多个反射镜磨制在一块玻璃上。若反射面不满足全反射条件，需镀反射膜o反射一次，光轴折转一次o用于转折光路，转像，扫描o结构紧凑，装调要求低o入射面和出射面是折射面，一般与光轴垂直o垂直于棱的平面主截面，光轴在主截面内o工作面（反射、入射、出射）与主截面垂直平面与平面系统课件简单

5、棱镜（只有一个主截面）o一次反射棱镜直角棱镜 等腰棱镜 道威棱镜由图可知，垂直于主截面的坐标和沿光轴的坐标方向不变，在主截面内的坐标方向改变平面与平面系统课件多次反射棱镜o使得仪器结构紧凑直角棱镜 30直角棱镜 斯密特棱镜是否镜像看反射次数平面与平面系统课件屋脊棱镜o消除镜像，同时不增加反射面数量o两个互相垂直的反射镜，交线位于主截面内。用此组合反射镜取代反射棱镜中的一个反射面，形成屋脊面o垂直于主截面的坐标被两次反射改变方向，得到与物体一致的像平面与平面系统课件屋脊棱镜与普通棱镜的比较平面与平面系统课件屋脊棱镜详解o普通直角二次反射棱镜，x-z面为主截面o主截面垂直于图面，普通棱镜变为屋脊棱

6、镜xyzzxyxyzzxy主截面平面与平面系统课件立方角锥棱镜o由立方体切下一角形成o光线以任意角度入射，出射光线始终与之平行o激光测距平面与平面系统课件复合棱镜o几个棱镜的组合分光棱镜 分色棱镜反蓝膜反红膜平面与平面系统课件棱镜的成像方向判断ooz与光轴出射方向一致o垂直于主截面的oy方向视屋脊面数量而定。屋脊面数量为奇，oy与oy相反；否则相同o平行于主截面的ox方向视反射面数量而定（屋脊面算两个反射面）。反射面数量为奇，出射手系与入射手系相反，反之相同o复合棱镜在各个主截面内使用上述规则o有透镜时，要考虑透镜成像的正倒平面与平面系统课件棱镜的成像方向判断实例1xyzxyzxyz平面与平面

7、系统课件棱镜的成像方向判断实例2o道威棱镜o由图知，棱镜绕光轴转90，像绕光轴转180o棱镜绕光轴转角度，像绕光轴转2角度主截面主截面平面与平面系统课件棱镜的成像方向判断实例3o周视瞄准仪o仪器转动，眼不动，物与像的手性相同zxyzyxyxzyxz平面与平面系统课件双像棱镜A在光轴上，A1和A2重合oII和III之间半透半反o两个直角棱镜均非屋脊棱镜oII III I一路主截面是图面，出射手性不变，A A1oIIIV III I一路，在IV内的一段主截面垂直于图面，出射手性改变，A A2平面与平面系统课件反射棱镜的等效作用和展开o反射棱镜=入射、出射折射面+反射面o折射面=平行平板o反射面=转

8、折光路o等效作用：按反射面翻转光路，把折线光路拉直，反射镜等效为平行平板o用等效平行玻璃平板代替入射、出射面之间的光路=棱镜的展开平面与平面系统课件直角一次反射棱镜的展开o入射光：紫色o展开之前的光路：会聚于F点，红色o展开之后的光路：会聚于F点，蓝色oL:等效平板厚度FFL平面与平面系统课件展开方法o在主截面内，按反射面的顺序，以反射面与主截面的交线为轴，依次使主截面翻转180o两折射面与光轴垂直，展开可得等效平行平板o两折射面与光轴不垂直，展开所得有侧向平移o棱镜展开后，按平行平板简化计算平面与平面系统课件典型棱镜的展开oL=KD，K-棱镜结构参数平面与平面系统课件折射棱镜o用于光路转折和色散o两折射面的夹角称折射棱镜的折射角o垂直于折射棱的平面为主截面o出射光与入射光的夹角为偏向角，从入射光以锐角转向出射光，顺时针为正平面与平面系统课件偏向角关系式o入射和出射光线对称于棱镜时(I1=-I2，I1=-I2)，有最小偏向角= mo可用m测量棱镜折射率平面与平面系统课件光楔o折射角很小的透射棱镜称光楔o此时偏转角关系式变为平面与平面系统课件光楔的转角测量应用o两光楔的折射角均为，两光楔的主截面绕光轴各反向转动角。根据偏转角测量平面与平面系统课件