典型光学系统与设计ppt课件.ppt
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1、典型光学透镜系统与设计,典型光学系统,望远镜 显微镜 投影和摄像,望远镜,望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。 望远镜是目视光学系统,其放大率为视觉放大率:,第一个望远镜是伽利略发明的,望远镜的种类,折射式:伽利略望远镜和多普勒望远镜 反射式 折反共用,折射式,反射式:色差来源于不同的波长通过透镜具有不同的折射率,因此具有不同的焦距,而反射镜对不同波长来说反射角是一致的,牛顿望远镜,反射望远镜沒用上透镜,因此沒有折射望远镜的色差问题,现今世界上最好的望远镜都是反射望远镜,用的都是
2、反射镜面,例如夏威夷毛那基峰的十米Keck望远镜。,反射式望远镜的例子:,为什么又有了折反望远镜?,反射和折射望远镜各有优劣 反射可以无色差,但校正其他像差困难 折射可以矫正其他像差,但校正色差困难 于是折反射就是综合利用了两者的优势 折反射望远镜,是在球面反射镜的基础上,再加入用于校正像差的折射元件,可以避免困难的大型非球面加工,又能获得良好的像质量。,施密特望远镜: 它在球面反射镜的球心位置处放置一施密特校正板。它是一个面是平面,另一个面是轻度变形的非球面,使光束的中心部分略有会聚,而外围部分略有发散,正好矫正球差和彗差。,马克苏托夫望远镜 : 在球面反射镜前面加一个弯月型透镜,选择合适的
3、弯月透镜的参数和位置,可以同时校正球差和彗差。,以马克苏托夫望远镜为例:,让我们把反射和折反的图放一起比较下,注意: 比较像差的大小要看图像的范围。这里反射弥散斑范围1000um,而折射仅40um。所以如果两个放到一个比例下比较,折反射的像差远小于反射的,比较下反射和折反的MTF图:,同样,应注意横坐标的范围: 显然折反式在很高的频率仍具有较高的MTF,反射,折反,Cassegrain-type Ritchie Cretien望远镜,632.8nm这个波长可以看做没球差,在较大空间频率范围内,都有较大的MTF值,常数场曲,无畸变!,可见这个望远镜是设计相当完美的一个,显微镜,显微镜由物镜和目镜
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