1、光电子技术第二十课,王炜路Tel：18296136141 QQ：67148453 Email：,精彩回顾,光源所发出的总光通量（流明、亮度）与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效。 在光通量一定时，可见光比例越高，有效视觉光效越高。 光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。白炽灯的显色指数定义为100。 功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明设备的利用率低，增加了线路供电损失。,由一个或若干个光学零部件组 成的具有所需光学功能的系统。,光学系统,望远镜系统,目视光学仪器的两个要求 扩大视角 出射平行光 显微镜是将近物成像于无限远，望远镜使无限远物体成像在
2、无限远，所以望远镜是一个无焦系统 由于是无焦系统，物镜的象方焦点和目镜的物方焦点应重合，光学间隔 0,一 望远系统的结构及参数 1.结构形式,开普勒望远系统，物镜和目镜都是正透镜,伽利略望远镜的物镜是一块正透镜，目镜是一块负透镜结构紧凑，筒长短，较为轻便，光能损失少，并且使物体呈正立的像。,2.视觉放大率由于物体在无限远，同一目标对仪器的张角（即望远镜的物方视场角）完全可以认为是相等的，同为，通过望远镜之后，物体的像对人眼的张角就是系统的像方视场角,D 和 D 分别是入瞳和出瞳直径 视觉放大率与物体位置无关,仅仅取决于望远镜系统的结构参数 当目镜焦距一定时，视觉放大率大要求物镜焦距长，导致筒长
3、增大。 可正可负，取决于f目的符号，望远物镜只能是正透镜 1.当物镜和目镜都为正焦距时，如开普勒望远镜，则放大率为负值，系统成倒立的像 2.而物镜的焦距为正，目镜焦距为负时，如伽利略望远镜，则放大率为正值，系统成正立的像,二 望远系统的放大率及工作放大率 1、望远系统的分辨率：用极限分辨角表示 按瑞利判断：140/D 即：入射光瞳直径D越大，极限分辨率越高。,2、视觉放大率和分辨率的关系 60，60/D/2.3 望远镜的视放大率越大，它的分辨精度就越高 3、有效放大率（正常放大率）：望远镜的正常放大率应使望远镜能分辨的眼睛也能分辨 4、工作放大率：按正常放大率设计的望远镜观测时易于疲劳，所以设
4、计望远镜时，工作放大率宜大于正常放大率，工作放大率常为正常放大率的1.52倍 D,三 望远镜的视场,物镜框是孔径光阑，也是入瞳 出瞳在目镜外面，与人眼重合 物镜的后焦面上可放置分划板，分划板框是视场光阑,光阑就是控制光束通过多少的设备。用于调节通过的光束的强弱,望远镜的物方视场角y视场光阑半径开普勒望远镜的视场2一般不超过15度,四 望远镜的物镜,物镜的光学特性主要有三个：焦距 f 物 、相对孔径和视场 2,1. 焦距 f物,物镜的焦距是目镜焦距的倍，通常首先确定目镜的焦距。根据视放大率即可由上式求出物镜焦距。,2. 相对孔径,在望远镜的光学性能中，对仪器的出瞳直径和视放大率提出了一定要求。根
5、据上式即可求得入瞳直径 D。,D/f物 称为物镜的相对孔径。,3. 视场,系统所要求的视场，也就是物镜的视场,即目镜的视场角。 一般望远物镜的视场都不大，通常不超过1015度,4.常用物镜结构 折射式望远物镜 双胶物镜 双分离物镜双单/单双 三分离适合小口径望远镜,反射式望远镜物镜优点： 重量轻 完全没有色差，各种波长的光所成像严格一致 可以在紫外到红外很大波长范围内工作 这种系统对玻璃材料在光学性能上没有特殊要求,反射镜的材料比透镜的材料容易制造，特别对大口径零件更是如此大口径的望远镜都采用反射式 反射望远镜在天文望远镜中应用十分广泛 反射表面磨制的要求是很高的,再加上需经常重新镀反射面及部
6、件组装、校正的困难，反射系统在科普望远镜中应用受到限制,1.牛顿系统 一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成 2 格里高里系统 一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成,3 卡塞格林系统 一个抛物面主镜和一个双曲面副镜构成对轴上点成像理想，但对轴外点存在很大像差，视场范围有限，为获得较大视场，在像面附近加入透镜式视场校正器,五 目镜,相当于放大镜，属于短焦距中等孔径大视场系统 作用：将物镜所成的像再放大从而成像在无穷远处 光学特性主要有三个： 像方视场角 相对出瞳距 工作距离,1.目镜视场 tgtg 目镜的视场取决于望远镜的视觉放大率和物方视场角 当目镜的视场 一定时,增大望远镜的视放大率必然减小整个系统的视场 2.出瞳距：出瞳到目镜后表面的距离 出瞳直径:出瞳位于目镜的后焦平面附近,直径一般为2-4 mm 出瞳距视仪器要求而定 相对出瞳距：是其与目镜焦距之比,3.工作距： 目镜第一面的顶点到物方焦平面的距离 4.视度调节为使目视光学仪器能适应各种不同视力的人使用，可以改变目镜的前后位置，使仪器所成的像不再位于无穷远，而是位于目镜前方或后方一定距离上，以适应近视或远视眼的需要,课堂测试,1.比较Galilieo和Kepler望远镜的优缺点。（4分）2.画出开普勒望远系统原理图（4分）3.证明视觉放大率公式（4）,
