工程光学名词解释。大二末考必备

工程光学名词解释

一、几何光学

（1）理想光学系统具有下述性质：①光学系统物方一个点（物点）对应像方一个点（像点）。即从物点发出的所有入射光线经光学系统后，出射光线均交于像点。由光的可逆性原理，从原来像点发出的所有光线入射到光学系统后，所有出射光线均交于原来的物点，这一对物、像可互换的点称为共轭点。某条入射光线与对应的出射光线称为共轭光线。②物方每条直线对应像方的一条直线，称共轭线；物方每个平面对应像方的一个平面，称为共轭面。③主光轴上任一点的共轭点仍在主光轴上。任何垂直于主光轴的平面，其共轭面仍与主光轴垂直。④对垂直于主光轴的共轭平面，横向放大率（见凸透镜）为常量。

（2）入射瞳孔：由轴上物点发出的光线。经过孔径阑前的组件而形成的孔径阑之像，即由轴上物点的位置去看孔径阑所成的像。

（3）出射瞳孔：由轴上像点发出的光线，经过孔径阑后面的组件而形成的孔径阑之像，即由像平面轴上的位置看孔径阑所成的的像。

（4）入光瞳直经：入光瞳直径等于物空间中用透镜单位表示的近轴像光阐的大小。

（5）出光瞳直径：出光瞳直径等于近轴像空间用透镜单位表示的近轴像光阐的大小。近轴出光瞳的位置相联系于像表面。

（6）视场、视角：物空间中，在某一距离光学系统所能接受的最大物体尺寸，此量值以角度为单位。

（7）子午平面：在一个轴对称系统中，包含主光线与光轴的平面。

（8）数值孔径：折射率乘以孔径边缘至物面（像面）中心的半夹角之正弦值，其值为两倍的焦数之倒数。数ˋ值孔径有物面数值孔径与像面数值孔径两种。（9）物空间数值孔径：物空间数值孔径是度量从物方进入光线的散度。数值孔径被定义作

近轴边缘光线角的折射指数。

（10）球面像差：近轴光束与离轴光束在轴上的焦点位置不同而产生。

（11）渐晕、光晕：离轴越远（越接近最大视场）的光线经过光学系统的有效孔径阑越小，所以越离轴的光线在离轴的像面上的光强度就越弱，而形成影像由中心轴向离轴晕开。（12）渐晕因子：渐晕因子是描述入瞳大小和不同场角位置的系数。

（13）角放大率：近轴像空间主光线角与近轴物空间主光线角的比率叫做角放大率，角的测量与近轴入瞳和出瞳的位置有关。

（14）主像面：主像面（有时又叫主点）指的是物和像空间共轭位置有特定的放大率。

节点：光学系统中放大率为+1的一对共轭点称为节点。

（15）主光线：如果没有护真光阑和像差，则把从一特定场点穿过入瞳中央，到达像面的光线称作主光线。

（16）坐标轴（系）：光学轴是Z轴，光线开始传播的方向是Z轴的正方向。在传播方向上加一块平面镜会使传播反向，坐标系尊从右手定则，传播方向是从左向右，沿着Z轴正方向。经过奇数平面镜之后，光线指向Z轴负方向。因此，经过奇数平面镜之后，所有的厚度是负的。

（17）非近轴系统：非近轴系统指的是不能用近轴光线充分描述的系统。

（19）近轴像高：在近轴像平面上近轴像的半径大小叫近轴像高。

（20）近轴放大率：近轴像高和物高的比率叫近轴放大率，它在近轴像平面测量。无限大共轭系统的近轴放大率是0。

（21）主波长：主波长用微米表示，用来计算系统的其他值。

（22）曲率半径：用透镜单位度量的每一表面的弯曲程度。

（23）景深：空间物体成像的清晰度——景深。能在像面上获得晰度像的物空间深度就是系统的景深。在几何光学中，将像平面上允许的最大光斑直径作为景深标准。（24）光线追迹：依次按照在每个面入射高和会聚角的数值，求出光线光路的过程。（25）物方截距：: 自顶点到入射光线与光轴交点的距离。

（26）像方截距：自顶点到出射光线与光轴交点的距离。

（27）主平面：垂轴放大率等于1的一对共轭面。

（28）焦物距：自光学系统物方焦点到轴上物点的距离。

（29）焦像距：自光学系统像方焦点到轴上像点的距离。

（30）节平面（H）：角放大率等于1的一对共轭面。

（31）视度:与网膜共轭的物面到眼睛距离的倒数。

（32）变焦距系统：焦距在一定范围内像改变而保持面不动的光学系统。

（33）光圈数：被检光学表面与其参考光学表面曲率半径有偏差时所产生的干涉圈数。（34）孔径光阑：限制进入光学系统之光束大小所使用的光阑。

（35）视场光阑：光阑孔的大小就限定了物面或像面的大小，即限定了光学系统的成像范围。这个限定成像范围的光阑称为视场光阑。

（36）入射窗和出射窗：视场光阑经其前面的光学系统所成的像称为入射窗。视场光阑经其后面的光学系统所成的像称为出射窗。

（37）费马原理：指光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。也就是说，光是沿着光程为极值（极大、极小或常量）的路径传播。因此，费马原理也叫光程极端定律。

（38）马吕斯定律：马吕斯指出：①（几何光学）光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持与波面的正交性，并且入射波面与入射波面对应点之间的光程均为定值。

②（物理光学）强度为Io的线偏振光，透过检偏片后，透射光的强度(不考虑吸收)为

I=Io(cosa)^2。

二、物像虚实的判定：用垂轴放大率判断物、像虚实关系的方法：当β＞0时物像虚实相反，

β< 0时物像虚实相同。

三、图解法求像：

（1）平行于光轴入射的光线，它经过系统后过像方焦点。

（2）过物方焦点的光线，它经过系统后平行于光轴。

（3）倾斜于光轴入射的平行光束经过系统后会交于像方焦平面上一点。

（4）自物防焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束。

（5）共轭光线在主面上的投射高度相等。

四、物理光学

（1）空间相干性：光源的大小与相干空间成反比关系，给定一个光源尺寸，就限制着一个相干空间，这就是空间相干性的问题，即通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。

（2）时间相干性：光波在一定的光程差下能够发生干涉的事实表现了光波的时间相干性。我们把光通过相干长度所需时间称为相干时间。若同一光源在相干时间内不同时刻发出的光，经过不同的路径相遇时能够产生干涉，则称光的这种相干性为时间相干性。

（3）麦克斯韦方程组的微分形式为：

（4）偏振：偏振光分类

1、线偏振光

在光的传播过程中，只包含一种振动，其振动方向始终保持在光的偏振同一平面内，这种光称为线偏振光（或平面偏振光)。

2、部分偏振光

光波包含一切可能方向的横振动，但不同方向上的振幅不等，在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值，这种光称为部分偏振光。

3、椭圆偏振光

在光的传播过程中，空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动，且电矢量端点描出一个椭圆轨迹，这种光称为椭圆偏振光。

4、圆偏振光

旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光，是椭圆偏振光的特殊情形。

（5）从自然光获得线偏振光的方法有以下四种：

1、利用反射和折射。

2、利用二向色性。

3、利用晶体的双折射。

4、利用散射。

另外，线偏振光可以经过波晶片产生圆偏振光和椭圆偏振光。

（6）驻波：指两个振幅、波长、周期皆相同的正弦波相向行进干涉而成的合成波。