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光学系统中的光阑

发布时间:2022-10-12 13:52:49 浏览量:3133 作者:Leo

摘要

实际光学系统和理想光学系统不同,其参与成像的光束宽度和成像范围都是受限的。由一点发出的能进入透镜或光学系统的光束,其立体角的大小是由透镜的通光口径决定的。因此,光学系统中的透镜和其他光学零件的镜框就是限制光束的光控。此外,为了某些特殊需要和限定成像范围,还需要在光学系统中设置一些称为光阑的光孔。多数情况下,光阑的通光孔径为圆形,其中心在光轴上,光孔平面垂直于光轴。

正文


光学系统中的光阑


有几种不同性质的光阑。其中孔径光阑视场光阑是任何光学系统都具有的两种主要光阑。有些系统中还有渐晕光阑和消杂光光阑

 

孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳


限制轴上成像光束立体角的光阑,称为孔径光阑(简称,孔阑)或有效光阑。孔径光阑经由前面的光组在物空间形成的像称为入射光瞳,简称入瞳。完全决定进入系统参与成像的最大光束孔径,是物面上各点发出进入系统成像光束的公共入口。孔径光阑经由后面的光组在像空间形成的像称为出射光瞳,简称出瞳。是物面上各点发出的成像光束经过光学系统后的公共出口。



合理的选择系统孔径光阑的位置可以改善轴外点的成像质量。同时,当光阑的位置改变时,光阑的口径也要随之变化,以保证轴上点光速的孔径角度不变。孔径光阑的口径的大小将影响光学系统的分辨率、像面照度和成像质量。同时,如果物体位置发生了变化,原来限制光束的孔径光阑也会失去作用,被其他光孔替代。


视场光阑入射窗出射窗


光学系统能够清晰成像的物空间范围称为视场。根据物所在的位置,对视场有两种表示方法:当物位于有限距离时,常用物高表示视场;当物位于无限远时,用视场角表示视场。


在光学系统中,限制物平面上或物空间中成像范围的光阑称为视场光阑。视场光阑经前面的光组所在物空间所形成的像称为入射窗,简称入窗;视场光阑经过后面的光组在像空间所成的像称为出射窗,简称出窗。视场光阑和入窗关于前面的光组共轭;视场光阑和出窗关于后面的光组共轭;出窗和入窗关于整个光学系统共轭。若视场光阑位于系统的最前面,则它本身就是入窗;若视场光阑位于系统的最后面,则它本身就是出窗。



光学系统中的市场光阑一般设置在像平面处或其共轭面上,根据用途,有圆形的也有长方形的。


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