光学加工基础知识
光学体系知识点梳理总结
光学体系知识点梳理总结一、光学基础知识1. 光的本质光是电磁波的一种，是一种由电场和磁场交替而成的波动现象。
光是由光源发出，经过介质传播，最终影响我们的视觉系统。
2. 光的特性（1）波动特性：光具有波动性，可以表现为干涉、衍射、偏振等现象。
（2）微粒特性：光也具有微粒性，可以用光子模型解释光电效应、康普顿效应等现象。
3. 光的传播（1）直线传播：在均匀介质中，光沿着直线传播，遵循光的直线传播定律。
（2）折射现象：当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，遵循折射定律。
（3）反射现象：当光线从介质表面反射时，遵循反射定律。
4. 光的颜色白光是由所有可见光波长组成的，当光通过色散介质时，不同波长的光会按不同程度发生偏折，从而产生色散现象。
5. 光学仪器（1）凸透镜：透镜是一种光学元件，可以将平行入射的光线聚焦或发散。
（2）凹透镜：凹透镜同样可以将平行入射的光线聚焦或发散，与凸透镜形成对称。
（3）棱镜：通过对光的折射和衍射，可以实现光的分光和复合。
二、光学成像1. 成像原理成像是光学系统中非常重要的一部分，成像原理是指当物体放在一定位置时，通过透镜、镜面等光学元件可以在另一位置产生与实物相似的像。
2. 透镜成像透镜成像是指通过透镜实现对物体的成像，分为凸透镜和凹透镜成像。
3. 成像公式成像公式是描述透镜成像的数学关系式，可以根据物距、像距、焦距等参数计算成像的位置和大小。
4. 像的性质像的性质包括实像与虚像、正像与负像、放大与缩小等，是成像过程中需要了解的重要内容。
5. 透镜组成像透镜组成像是指通过不同透镜的组合实现对物体的成像，常见的透镜组包括双凸透镜组、凹凸透镜组等。
6. 成像畸变（1）球差：由于透镜的非理想性，会出现球差现象，导致成像的模糊和色差。
（2）色差：不同波长的光经过透镜时折射角度不同，会导致色差现象，影响成像的清晰度。
三、光学仪器1. 望远镜望远镜是一种基于透镜或镜面的光学仪器，可以放大远处物体的像，包括折射望远镜和反射望远镜。
光学基础知识详细版
光学基础知识详细版一、光的本质光是一种电磁波，是自然界中的一种能量传递形式。
光的本质可以通过波动理论和粒子理论来解释。
波动理论认为光是一种波动现象，具有波长、频率、振幅等特性；粒子理论则认为光是由光子组成的，光子是光的能量载体。
二、光的传播光在真空中的传播速度是恒定的，约为299,792,458米/秒。
光在不同介质中的传播速度不同，这是由于介质的折射率不同所致。
当光从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，即光线方向发生改变。
三、光的反射和折射光的反射是指光线在遇到界面时，按照一定规律返回原介质的现象。
光的折射是指光线在通过两种不同介质的界面时，传播方向发生改变的现象。
光的反射和折射遵循斯涅尔定律，即入射角和折射角满足一定的关系。
四、光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束相干光波相遇时，由于光波的叠加，形成新的光强分布的现象。
光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，发生弯曲并绕过障碍物传播的现象。
五、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向具有一定的规律性。
自然光是由无数个振动方向不同的光波组成的，因此不具有偏振性。
当光波通过某些特殊材料或经过反射、折射等过程后，可以形成具有一定偏振性的光波。
六、光的吸收和发射光的吸收是指光波在传播过程中，能量被物质吸收的现象。
光的发射是指物质在吸收光能后，以光波的形式释放能量的现象。
光的吸收和发射遵循一定的规律，如光的吸收强度与光的频率有关，光的发射强度与物质的性质有关。
七、光的成像光的成像是指利用光学系统（如透镜、反射镜等）使物体发出的光波或反射的光波在另一位置形成实像或虚像的过程。
光的成像原理是光的折射和反射现象，通过光学系统可以实现对物体形状、大小、位置的观察和研究。
八、光的测量光的测量是光学研究中的重要内容，主要包括光强、光强分布、波长、频率、相位等参数的测量。
光的测量方法有直接测量和间接测量两种，直接测量是通过光学仪器直接测量光波参数，间接测量是通过测量光波与物质相互作用的结果来推算光波参数。
光学基础知识
光学基础知识1. 引言光学是一门研究光的传播、反射、折射和干涉现象的科学，它扮演着在现代科学和技术中非常重要的角色。
本文将介绍光学的基础知识，包括光的性质、光的传播方式、光的折射和光的干涉现象。
2. 光的性质光是一种电磁波，具有波粒二象性。
光的波动性体现在它的干涉、衍射和偏振现象上，而光的粒子性则体现在光子的概念上。
2.1 光的波动性光的波动性使得它能够发生干涉现象。
当两束光叠加时，它们的波峰和波谷可以相互加强或抵消，从而形成明暗的干涉条纹。
干涉现象在波导器件和干涉仪等光学设备中得到广泛应用。
光的波动性还体现在光的衍射现象中。
当光通过一个小孔或遇到障碍物时，会发生衍射现象，使光波转向并产生弯曲或扩散的效果。
衍射现象导致了很多实际应用，如衍射光栅和衍射成像等。
2.2 光的粒子性光的粒子性表现为光子。
光子是光的基本粒子，它具有能量和动量，可以与物质发生相互作用。
光子的能量和频率之间的关系由普朗克公式给出：E = hf，其中E为能量，h为普朗克常数，f为光的频率。
3. 光的传播方式光的传播方式分为直线传播和波动传播。
在光线传播中，光被视为沿直线传播的粒子，符合几何光学的规律。
而在波动传播中，光被视为电磁波，需要利用波动理论进行描述。
3.1 光线传播光线传播遵循几何光学的规律。
根据光的传播路径和光线的性质，可以使用折射定律和镜面反射定律来计算光的传播方向和路径。
光线传播可以用来解释光的直线传播、光的成像和透镜等光学现象。
3.2 波动传播在波动传播中，光以电磁波的形式传播。
光的传播速度取决于介质的折射率，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间满足折射定律的关系。
4. 光的折射光的折射现象是光线从一个介质进入另一个介质时发生的偏向现象。
折射现象可以用斯涅尔定律进行描述，即入射角、折射角和介质折射率之间的关系。
当光从光密介质（如玻璃）进入光疏介质（如空气）时，折射角大于入射角；当光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
光学基础知识
光学基础学习报告一、教学内容：光电镜头是用来作为光电接收器（CCD,CMOS）的光学传感器元件。
光学特性参数：1、焦距EFL（学名f’）是指主面到相应焦点的距离（如图1.1）图1.1每个镜片都有前后两个主面－前主面和后主面（放大率为1的共轭面）。
相应的也有两个焦点－前焦和后焦。
凸透镜：双凸；平凸；正弯月（如图1.1）图1.2凹透镜：双凹；平凹；负弯月图1.3折射率实际反映的是光在物质中传播速度与真空中速度的比值关系。
薄透镜：)]1()1[()1('121R R n f -⨯-==Φ Φ—透镜光焦距；f ’—焦距； n —折射率；R 1,R 2－两球面曲率半径厚透镜：21221)1()]1()1[()1('1R nR dn R R n f -+-⨯-==Φ d －中心厚度干涉仪与光距座可以量测f ’,R1,R2,d →利用上述的公式可以计算出n 值，从而来确定所用材料。
A 、 EFL 增加，TOTR （光学总长）增加；要降低TOTR 就必须降低EFL ，但EFL 降低，像高就要降低B 、 EFL 与某些象差相关C 、 EFL 上升将使F/NO 增大D 、 EFL ，FOV （视场角）和IMA （像高）三者间有关系tanFOV ⨯=EFL IMA －铁三角关系EFL 的增大（减小）会使像高变大（小），为了保持像高，就必须要增大（减小）FOV ，然而FOV 的增大会使得REL （相对照度）的数值增大。
2、 BFL 后焦距（学名后截距）图2.13、 F 数（F/NO ）Df NO F '/=f ’－FELD 入－入瞳直径入瞳为光阑经其前方光学镜片所成的像，反映进入光学系统的光线 A 、 与MTF 相关，F/NO ↑，则MTF ↑；反之下降 B 、 与景深相关，F/NO ↑，则景深↑，反之下降 C 、 与象差相关，F/NO ↑，则象差↓，反之增加D、与光通量相关，F/NO↑，则光通量↓，反之增加对于光电镜头，F/NO最大在2.8～3.5之间（经验值）允许有±5%的误差，在物方有照明时，F数可根据照明的照度情况来增大4、视场角FOV（2ω），半视场角FOC/2（ω）物镜在其接收元件上成像的空间范围称为视场角。
光学基本知识讲座PPT课件
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物像基本概念
4.同心光束与光程 ★ 一个发光点或实物点总是发出同心光束，
它与球面波相对应 ★ 一个像点如果由对应的同心光束汇聚而成，这样
的像点称为完善像点
★ 要成为完善像点，必须使入射波面与出射波面之 间光程是相等的：Σ n× d=const
n 介质折射率 d 光线所经过的实际长度
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四.材料与色散
3.波像差：以波像差作为像质的评判依据，激光头物镜的设
计中常以此为评价标准；
4.光学传递函数：把物的亮度分布函数展开为傅里叶级数或
傅里叶积分，光学系统的特性就表现为它对各种频率正弦波的传
递和反应能力，于是出现了较全面评价光学系统的新的评价手段-
光学传递函数。在照相物镜设计中已得到普遍采用。
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光学基本知识
两列波相遇时，必须满
足下述条件才能发生干涉：
1.频率相同；
2.振动方向相同；
3.具有恒定的相位差。
右图称为牛顿环，是光干涉 的典型例子。
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二.光的衍射
波在传播过程中，
当遇到障碍物就会偏 离直线传播的现象， 犹如声音可以绕过大 墙，无线电波能够跨 越高山。光在一定条 件下也偏离直线，这 就是光的衍射。
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像差知识介绍
像差：由光线传播定律决定，从光路实 际计算表明，
任意组合的光学系统只能对近轴物点以细光束
成像。随着视场和孔径的增大，成像光束的同
心性将遭到破坏，产生各种成像缺陷。这种成
像缺陷就是像差。
像差分类：
对单色光：球差、彗差、象散、场曲、畸变
对多色光：位置色差、倍率色差
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1.球差
光学基础知识
光学基础知识色像差(Chromatic aberration)与色散(Dispersion)白光是指由各种波长的光线平均混合在一起光线，感觉不出色彩，人眼可以感受到的可见光的波长为400nm(紫色)~700nm(红色)。
光学玻璃的折射率随通过的光波的波长变化而变，它对短波长的光的折射率比长波长的折射率更大，当白光通过三棱境时，我们可以观察到彩虹光谱。
由对波长1、轴向色像差(Axial chromatic aberration)：指的是光轴上的位置，因波长不同产生不同颜色有不同焦点的现象。
如上图，红色光线的焦点比蓝色光线的焦点更远离镜片。
2、倍率色像差(Chromatic difference of magnification)：系指像的周围因光线波长的差异，所引起的映像倍率之改变。
这是一种轴外像差，随视场角的增大而增大。
轴向色像差涉及到成像的焦点距离，引起色彩产生松散或光斑(flare)；而倍率色像差别则涉及到成像的大小，在画面周围引起色彩错开，形成扩散的彩色条纹，如镶边(fringing)现象。
色像差不仅影响彩色胶片上成像的色彩再现，也会减低黑白胶片上成像的解像力。
轴向色像差的矫正，一般是采用不同折射率/色散率的镜片来进行组合，使它们的色像差相互抵消。
典型的视采用一个正的冕牌透镜与一个负的火石透镜组合。
会聚的冕牌透镜具有低折射率和小的色散，而发散的火石透镜具有高折射率和更大的色散。
倍率色像差的矫正比较困难，它对像质的劣化作用随焦距增大而加剧，并且不会随光圈缩小而减少。
倍率色像差的有效矫正办法是采用异常/超低色散的光学玻璃。
得鲜锐画质的最重要关键所在。
仅仅仰赖光学玻璃的组合，依然有它的极限，异常/超低色散，才能具有明显的改善。
光的反射、折射、衍射光的传播可以归结为三个实验定律：直线传播定律、反射定律和折射定律。
【光的直线传播定律】：光在均匀介质中沿直线传播。
在非均匀介质种光线将因折射而弯曲，这种现象经常发生在大气中，比如海市蜃楼现象，就是由于光线在密度不均匀的大气中折射而引起的。
光学基础知识科普
光学基础知识科普光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的科学。
它是物理学的一个重要分支，也是现代科技的基础之一。
本文将从光的本质、光的传播、光的反射和折射以及光的干涉和衍射等方面进行科普介绍。
一、光的本质光是一种电磁波，它是由电磁场和磁场相互作用产生的。
光的特点有三个：光是一种电磁波，光速是一定的，光是一种能量传播的波动。
二、光的传播光的传播是一种直线传播，即光沿着直线路径传播。
当光遇到障碍物时，会发生反射、折射和散射等现象。
反射是光线遇到平面或曲面时，沿着入射角等于反射角的方向发生反射；折射是光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质的不同密度导致光线的传播方向发生改变；散射是光线照射到不规则表面或介质中的微粒上，由于微粒的不规则形状导致光线的传播方向发生随机改变。
三、光的反射和折射光的反射是指光线遇到平面或曲面时，沿着入射角等于反射角的方向发生反射。
反射的规律有两个：入射角等于反射角，入射光线、反射光线和法线在同一平面上。
光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质的不同密度导致光线的传播方向发生改变。
折射的规律有两个：入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足斯涅尔定律，入射光线、折射光线和法线在同一平面上。
四、光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束光线相遇时，由于光的波动性质而产生的明暗相间的干涉条纹。
干涉分为两种：相干干涉和非相干干涉。
相干干涉是指两束或多束光线具有相同的频率和相位差，可以产生明暗相间的干涉条纹；非相干干涉是指两束或多束光线的频率和相位差不同，产生的干涉条纹比较模糊。
光的衍射是指光通过小孔、小缝或绕过障碍物后发生偏离直线传播的现象。
衍射的程度与波长和孔径的大小有关，波长越长、孔径越小，衍射现象越明显。
衍射现象广泛应用于光学仪器和光学材料的研究中。
总结起来，光学基础知识科普主要包括光的本质、光的传播、光的反射和折射以及光的干涉和衍射等内容。
光学的研究对于我们理解光的行为规律、应用光学技术和开展光学工程都具有重要意义。
光学产品基础知识
(50/62.5) ±3.0 µm 包层直径 125.0±1.0 µm 纤芯不圆度 6% 包层不圆度 1% 芯径/包层不圆度 6% 涂层直径 245 ±10 µm
几何特性_单模光纤
芯径不圆度 包层直径
五、常见的光学无源器件-3
光分路器（Splitter）的结构
五、常见的光学无源器件-4 (Fiber Array)
Fiber Array
五、常见的光学无源器件-5
隔离器（Isolator)
只容许光单向传播
五、常见的光学无源器件-6
波分复用器（WDM-Wavelength
Division
CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6
IL
1360nm
1460nm Wavelength
1560nm
CH7 CH8
七、基本光学参数-6
PDL是光器件或系统在所有偏振状态下的最
大传输差值。它是光设备在所有偏振状态下 最大传输和最小传输的比率。 PDL定义如下： PDL=-10log〔Tmax/Tmin〕 其中Tmax和Tmin分别表示测试器件（DUT）的 最大传输和最小传输。
七、基本光学参数-10
9、工作波段： Operating Bandwidth @0.5dB / 1dB / 3dB
七、基本光学参数-11
10、中心波长：Center
11、串扰：Crosstalk AX:Adjacent Channel XT AX-:Left Channel XT AX+:Right Channel XT NX:Non-adjacent channel XT TX:Total XT
七、基本光学参数-7 (Fiber
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光学加工基础知识§1光学玻璃基本知识一.基本分类和概念光学材料分类：光学玻璃、光学晶体、光学塑料三类。
玻璃的定义：不论化学成分和固化温度范围如何，一切由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称为玻璃。
光学玻璃分为冕牌K和火石F两大类，火石玻璃比冕牌玻璃具有较大的折射率nd和较小的色散系数vd。
二.光学玻璃熔制过程将配合料经过高温加热,形成均匀的，高品质的，并符合成型要求的玻璃液的过程,称玻璃的熔制。
玻璃的熔制，是玻璃生产中很重要的环节.，玻璃的许多缺陷都是在熔制过程中造成的, 玻璃的产量、质量、生产成本、动力消耗、熔炉寿命等都与玻璃的熔制有密切关系。
混合料加热过程发生的变化有:物理过程-----配合料的加热，吸附水的蒸发，单组分的熔融，个别组分挥发.某些组分的多晶转变。
化学过程-----固相反应，盐的分解，水化物分解，结晶水的排除，组分间的作用反应及硅酸盐的形成。
物理化学过程-----低共熔物的组分和生成物间相互溶解,玻璃与炉气介质，耐火材料相互作用等。
上述这些现象的发生过程与温度和配合料的组成性质有关.对于玻璃熔制的过程,由于在高温下的反应很复杂,尚待充分了解,但大致可分为以下几个阶段。
1.加料过程-----硅酸盐的形成2.熔化过程-----玻璃形成3.澄清过程-----消除气泡4.均化过程------消除条纹5.降温过程-------调节粘度6.出料成型过程总之,玻璃熔制的每个阶段各有其特点,同时,它们又是彼此互相密切联系和相互影响的.在实际熔制中,常常是同时或交错进行的,这主要取决于熔制的工艺制度和玻璃窑炉结构特点。
三.玻璃材料性能1．折射率nd、色散系数vd根据折射率和色散系数与标准数值的允许差值，光学玻璃可以分为五类表1-1：折射率和色散系数与标准数值的允许差值2.光学均匀性光学均匀性指同一块玻璃中折射率的渐变。
玻璃直径或边长不大于150mm，用鉴别率比值法玻璃分类如表1-2。
表1-2 ：光学均匀性1类或2类还应测星点。
玻璃直径或边长大于150mm ，称大块光学玻璃，根据玻璃各部位间折射率微差值最大值Δnmax 分类。
如表1-3。
表1-3：大块光学玻璃光学均匀性3.应力双折射光学玻璃的应力分中部应力（张应力）和边缘应力（压应力）。
中部应力：按长度单位上中部应力的最大光程差δnmax （nm/cm ）分类：表1-4：光学玻璃中部应力双折射分类边缘应力：按单位厚度的最大光程差δnmax （nm/cm ）分类：表1-5：光学玻璃边缘应力双折射分类4.条纹度条纹是玻璃内部折射率的局部不均匀引起。
边长或直径小于150mm ，称小块光学玻璃，分四类；表1-6：小块光学玻璃条纹度边长或直径大于150mm，为大块玻璃，分四类；表1-7：大块光学玻璃条纹度按观察玻璃的方向数，分三级。
表1-8：条纹度分级5.气泡度根据气泡度根据其直径或最大边长，按最大气泡的直径分三类。
表1-8：气泡度分类根据100cm3体积内含直径》0.05mm气泡总截面积分七级。
扁长气泡按最长轴与最短轴算术平均值，结石和晶体按气泡计算。
表1-10：气泡度分级6.光吸收系数1cm厚光学玻璃所吸收的白光光通量与进入该玻璃的白光光通量之比（E值）。
1-11：光吸收系数分类表7.1RC(S)抗潮湿大气作用稳定性表面法光学玻璃被潮湿大气侵蚀后，其表面产生“白斑”和“雾浊”等变质层，该变质层会使平行光的散射性增大。
因此可根据侵蚀玻璃表面对光散射性的强弱来确定侵蚀表面的变质程度。
按国家标准GB7962.15测试方法，可测出被侵蚀试样变雾浊程度的“浊度”H值，将该置于BaK7和ZK9玻璃标样的浊度值（H BaK7和H ZK9)比较。
表1-12：玻璃抗潮湿大气稳定性7.2RA(S)抗酸作用稳定性表面法光学玻璃抗酸稳定性采用PH2.9醋酸、PH4.6醋酸钠和PH6.0蒸馏水做侵蚀介质，按国家标准GB7962.14测试方法进行测定。
按在白炽灯下观察侵蚀试样表面出现紫蓝干涉色的时间大小。
表1-13：抗酸作用7.3粉末法耐酸作用稳定性RA(P)将相当于玻璃密度大小重量（克）的玻璃粉末（粒度420---590nm)置于铂制网篮中，然后，放进盛有80ML硝酸（0.01N)溶液的石英烧杯中，经1小时煮沸处理，取出烘干称重，根据其重量损失（Wt%)分为6级。
表1-13：粉末法耐酸作用7.4FA相对研磨硬度相对研磨硬度指同等研磨条件下被测玻璃相对于标准玻璃K9的研磨硬度。
测量方法按国家标准GB7962.19进行。
测出标准玻璃K9样品的研磨量（体积V0) 于被测玻璃时样的研磨量（V)，其比值FA即为被测玻璃的相对研磨硬度，相对研磨硬度小，更易于研磨。
FA=V0/V=(W0/ρO)/(W/ρ)式中W0、W—分别指标准玻璃K9样品和被测玻璃式样研磨重量损失g；ρ0、ρ分别指标准玻璃K9样品和被测玻璃的密度，g/cm3HK——Knoop硬度Knoop硬度按国家标准GB7962.21测试方法进行测量。
给其施加一定负荷垂直压在试样上，保持一定时间后，撤去负荷，用显微镜观察并测试样上压痕长对角线的长度，用下式计算Knoop硬度(HK--Knoop,Pa)：HK=0.102*F/0.07028*L2式中：F—加压负荷，N;L—压痕的长对角线长度，mm;8.光学玻璃热性能8.1线膨胀系数线膨胀系数指在规定的温度范围内（-60—200C，20--1200C）每10C温度变化对单位长度所引起的长度变化，用αL表示，单位cm/cm0C。
8.2转变温度玻璃的热膨胀曲线中低温区域和高温区域的直线部分的延伸交点所表示的温度。
四.附件1：光学玻璃性能一览表。
§2光学理论基础知识一.光学基本概念狭义来说，光学是关于光和视见的科学，optics(光学)这个词，早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。
而今天，常说的光学是广义的，是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的，关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示，以及跟物质相互作用的科学。
我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。
1.几何光学几何光学是光学学科中以光线为基础，研究光的传播和成像规律的一个重要的实用性分支学科。
在几何光学中，把组成物体的物点看作是几何点，把它所发出的光束看作是无数几何光线的集合，光线的方向代表光能的传播方向。
但实际上，上述光线的概念与光的波动性质相违背，因为无论从能量的观点，还是从光的衍射现象来看，这种几何光线都是不可能存在的。
所以，几何光学只是波动光学的近似或极限。
1.1光线的传播遵循三条基本定律：1.1.1光线的直线传播定律，既光在均匀媒质中沿直线方向传播；1.1.2光的独立传播定律，既两束光在传播途中相遇时互不干扰，仍按各自的途径继续传播，而当两束光会聚于同一点时，在该点上的光能量是简单的相加；1.1.3反射定律和折射定律，既光在传播途中遇到两种不同媒质的光滑分界面时，一部分反射另一部分折射，反射光线和折射光线的传播方向分别由反射定律和折射定律决定。
1.1.3.1光的反射反射定律:如图2-1所示，从光的入射点O所作的垂直于镜面的线ON叫做法线，入射光线与法线的夹角叫入射角(i)，反射线与法线的夹角叫反射角(r)，有:反射线与入射线.法线同在一个平面上,且反射角等于入射角（i=r）。
图2-1：光的反射图1.1.3.2光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射，并遵守折射定律: n1 Sini =n2 Sinr折射公式中: i、r。
为入射角和折射角n1、n2 分别为两种介质的折射率.当r =900,相应的入射角i.称为临界角.特别强调的是:在折射时光路是可逆的，不管光线以什么角度射向玻璃表面,Sini/Sinr的值总是一个常数.他称这一常数为玻璃的折射率.通常用字母n来表示.图2-2：光的折射图1.2基本镜面成像规律1.2.1平面镜成像平面镜所成的像距镜面的距离与物体到镜面的距离相等,且像的大小与物体的大小相同。
非光线所成的像,而是光线的延长线相交而成的称虚像。
1.2.2球面镜如果镜子的反射面是球面的一部分,这样的镜子称球面镜.球面镜分凸面镜和凹面境两种。
凹面镜把射向它的平行光线会聚在一点,这一点叫凹面镜的焦点.反之,当把一个光源放在凹面镜的焦点上,出射光经凹面境反射后,成平行光射出。
凸面镜对光线起发散作用。
1.2.3透镜透镜可分为两类:一类是中间厚边缘薄,具有使光线会聚作用,叫做凸透镜，另一类是中间薄边缘厚,具有使光线发散作用的叫凹透镜。
当透镜的厚度与其焦距比可以忽略不计时,通常称为薄透镜。
如图2-3，为薄透镜原理图，UO为物距u ，OV为像距v，OF为焦距f。
物与像的位置满足下面透镜成像公式：1/u + 1/v = 1/f式中u为物体到透镜的距离,也称物距v像到透镜的距离,也称像距，实像为+值，虚象为-值。
f为透镜的焦距,凸透镜为正,凹透镜为负.图2-3：薄透镜成像1.3光学成像概念几何光学中研究和讨论光学系统理想成像性质的分支称为高斯光学，或称近轴光学。
它通常只讨论对某一轴线(即光轴)具有旋转对称性的光学系统。
如果从物点发出的所有光线经光学系统以后都交于同一点，则称此点是物点的完善像。
如果物点在垂轴平面上移动时，其完善像点也在垂轴平面上作线性移动，则此光学系统成像是理想的。
高斯光学的理论是进行光学系统的整体分析和计算有关光学参量的必要基础。
利用光学系统的近轴区可以获得完善成像，但没有什么实用价值。
因为近轴区只有很小的孔径(即成像光束的孔径角)和很小的视场(即成像范围)，当光学系统的孔径和视场超出近轴区时，成像质量会逐渐下降。
这是因为自然点发出的光束中，远离近轴区的那些光线在系统中的传播光路偏离理想途径，而不再相交于高斯像点(即理想像点)之故。
这时，一点的像不再是一个点，而是一个模糊的弥散斑；物平面的像不再是一个平面，而是一个曲面，而且像相对于物还失去了相似性。
所有这些成像缺陷，称为像差。
用单色光成像时，有五种不同性质的像差，即球差、彗差、像散、场曲和畸变。
球差使物点的像成为圆形弥散斑。
彗差造成彗星状弥散斑。
像散则导致椭圆形弥散斑。
场曲使物平面的像面弯曲。
畸变使物体的像变形。
此外，当用较宽波段的复色光成像时，由于光学媒质的折射率随波长而异，各色光经透镜系统逐面折射时，必会因色散而有不同的传播途径，产生被称为色差的成像缺陷。
色差分两种：位置色差和倍率色差。
位置色差导致不同的色光有不同的成像位置。
倍率色差导致不同的色光有不同的成像倍率。
为使光学系统在具有大的孔径和视场时能良好成像，必须对像差和色差作精细校正和平衡。
1.2物理光学从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。