文档介绍：第五章光阑和光束限制(3)
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孔径光阑是限制物面中心即轴上物点进入系统孔径角U的光阑。
我们把光学系统中所有光孔(包括透镜框)被其前面的光组成像,以物面中心为原点对被成的光孔像张角,即从物面中心点做出光孔像边缘的孔径角,其中必有一个光孔像对物面中心的张角最小,即孔径角U最小,这个像称为入射光瞳。
与入射光瞳共轭的光孔就是孔径光阑。
入射光瞳的大小完全决定了进入系统参与成像的最大的孔径角,是物平面中心点进入系统光束的公共入口。
孔径光阑被其后面光组所成的像必是所有光孔被其后面光组所成的像中对像面中心点张角
最小的一个。
孔径光阑被后面光组成的像称为出射光瞳。
出瞳是光学系统的公共出口,能进入入瞳的光束必能通过出瞳到达像面。
入瞳与孔径光阑是对孔径光阑前面光学系统共轭的;孔径光阑与出瞳是对孔径光阑后面光组共轭的;入瞳与出瞳是对整个系统共轭的。
自物面中心A到入瞳边缘的光线与光轴的夹角U称为物方孔径角,它是轴上物点能进入光学系统的光束中的最大的物方孔径角。
自像面中心A′到出瞳边缘的光线与光轴的夹角U′称为像方孔径角,它是从光学系统出射到像面中心A′的光线中最大的像方孔径角。
轴外物点发出的通过入射光瞳中心的光线称为主光线,根据共轭关系,主光线必通过孔径光阑中心和出射光瞳中心。
入瞳是以物面中心为原点规定的,因此入瞳与物面不可能重合的;同样,出瞳是以像面中心为原点规定的,因此,出瞳也不可能和像面重合。
当光学系统的物体位置发生变化时,因为规定入瞳的原点改变就有可能使系统的入瞳发生改变。
对于无限远的物体,光学系统的所有光孔被其前面的光学零件在物空间所成的像中,直径最小的一个光孔像就是系统的入瞳。
孔径光阑的大小、入射光瞳的大小是光学系统性能的重要标志。
照相机和望远物镜常用入瞳的口径与焦距之比,即相对孔径表示镜头的性能。
显微镜系统常用数值孔径表示镜头的性能。
第三节视场光阑、入射窗和出射窗
视场光阑是限制光学系统成像范围的光阑。
要确定物方有多大范围能被光学系统成像,规定两点:
第一点,在确定成像范围时也要找一个原点,这个原点就是入射光瞳的中心。