光線的光路計(jì)算

光線的光路計(jì)算第一頁，共十三頁，2022年，8月28日目錄近軸光線的光路計(jì)算1遠(yuǎn)軸光線的光路計(jì)算2初始數(shù)據(jù)的確定3ABR程序的應(yīng)用4第二頁，共十三頁，2022年，8月28日近軸光線的光路計(jì)算（1）軸上點(diǎn)近軸光線的光路計(jì)算由軸上點(diǎn)發(fā)出的近軸光線通過單個(gè)折射面時(shí)可以用下面的公式計(jì)算：

第三頁，共十三頁，2022年，8月28日當(dāng)角u增大或者減小某一倍數(shù)時(shí)，根據(jù)上式可知，角u'，i，i'均增大或縮小同一倍數(shù)，不會影響l'的大小。因此，計(jì)算近軸光時(shí)，角u常對入瞳的邊緣光線取值，即所謂的第一近軸光線。h取入射高度。當(dāng)物由無限遠(yuǎn)入射的時(shí)候，取入射高度h（一般為入瞳半徑）作為初始數(shù)據(jù)，u=0。（2）軸外點(diǎn)近軸光線的光路計(jì)算由軸外點(diǎn)發(fā)出，并經(jīng)過入瞳中心的第二近軸光線仍采用上面的公式進(jìn)行計(jì)算。其中入瞳距為已知，角u可由幾何關(guān)系求出。第四頁，共十三頁，2022年，8月28日遠(yuǎn)軸光線的光路計(jì)算軸上點(diǎn)發(fā)出的實(shí)際光線的光路計(jì)算可用下面的公式：第五頁，共十三頁，2022年，8月28日對于平行于光軸的光線，L=，U=0。*光線經(jīng)過平面時(shí)的光路計(jì)算（1）遠(yuǎn)軸光線在光學(xué)系統(tǒng)中，常會遇到平面折射面，不能用球面計(jì)算公式，可由圖直接寫出：第六頁，共十三頁，2022年，8月28日（2）近軸光對于折射平面的近軸光線可按下列公式計(jì)算：第七頁，共十三頁，2022年，8月28日初始數(shù)據(jù)的確定 （1）物平面位于無限遠(yuǎn)時(shí)系統(tǒng)的光學(xué)特性常用視場角和入瞳直徑來表示。為了計(jì)算軸外像差，還必須給出入瞳位置。（2）物平面在有限距離時(shí)系統(tǒng)的光學(xué)特性用物高y和孔徑角U來表示，同時(shí)還必須給出入瞳位置。第八頁，共十三頁，2022年，8月28日ABR程序的應(yīng)用 程序功能程序適用于共軸系統(tǒng)，系統(tǒng)中的面形可以是球面、二次曲面或高次曲面。系統(tǒng)可以是折射系統(tǒng)、反射系統(tǒng)或折反射系統(tǒng)。程序可以計(jì)算1、3、5色光的象差。對反射或折反系統(tǒng)，每遇到一個(gè)反射面，折射率改變一次符號。 為計(jì)算象差，還必須給出物距、物高（物在無限遠(yuǎn)時(shí)，給物方視場角），物方孔徑角（物在無限遠(yuǎn)時(shí)，給光束投射高）。此外還要指出孔徑光闌所在面的序號，或者給出入瞳的位置。第九頁，共十三頁，2022年，8月28日

程序可以在實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)之后加入理想系統(tǒng)。要求給出理想系統(tǒng)的焦距，理想系統(tǒng)的主面（物、象方主面重合）與實(shí)際系統(tǒng)最后一個(gè)面的頂點(diǎn)重合。象差計(jì)算內(nèi)容為初級象差、實(shí)際單色象差和色差。其余色光的象差，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。象面可以是平面，也可以是球面或非球面。如加入理想系統(tǒng)，象面一律按平面計(jì)算。 程序還可以計(jì)算指定光線（子午光線），在每個(gè)面上的投射高和它們在每個(gè)透鏡或空氣間隔中的光路長（稱為斜厚度），用來確定透鏡的口徑和調(diào)整透鏡厚度時(shí)參考。對每一條指定的光線必須給出它對應(yīng)的規(guī)化視場和規(guī)化孔徑值。第十頁，共十三頁，2022年，8月28日

程序還有以下功能： 1．按指定焦距值對系統(tǒng)進(jìn)行縮放。 2．在鍵盤上修改系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。 3．計(jì)算象差變化量表。本程序能計(jì)算的最大面數(shù)為80面。第十一頁，共十三頁，2022年，8月