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光學(xué)檢測儀和激光干涉儀

光學(xué)面的定義

一、光學(xué)面的定義


非球面的光學(xué)面在光學(xué)系統(tǒng)中是非常重要的,對于旋轉(zhuǎn)對稱光學(xué)面,當(dāng)以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸時,可定義為


式中,S方為x方與y方之和;c為曲率半徑的倒數(shù);A1-4)為非球面形變系數(shù);K為二次曲線常數(shù),是二次曲面偏心率的函數(shù)(K=-e2)。

二次曲線常數(shù)不能針對一個平面被定義。二次曲線常數(shù)的另一種表達(dá)式可根據(jù)頂點(diǎn)曲率半徑r和由曲率中心到位于曲率中心與光學(xué)表面之間的二次光學(xué)表面焦點(diǎn)的距離L表述為


L與相應(yīng)的K值對于不同的Lr的值如圖1所示。


1 二次曲率常數(shù)K圖解表達(dá)式

2為相同曲率的不同二次曲線常數(shù)的非球面輪廓。


2 相同曲率不同二次曲線常數(shù)的非球面輪廓

二、二次曲面的參數(shù)


二次曲面的焦點(diǎn)位置是關(guān)于rK的函數(shù),如圖3所示。


3 二次曲面參數(shù)(C為曲率中心最高點(diǎn))

a)扁平橢球面(K>0 b)橢球面(-1<K<0 c)拋物面(K>-1 d)雙曲面(K<-1

d及其關(guān)系式如下所示。


三、表面法線的像差


光學(xué)面的法線與光軸的交點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離為:


以圖4的拋物面(K=-1)為例,發(fā)現(xiàn)誤差為


式中,角φ為平面與光軸間的夾角,如圖4所示;f為拋物面的焦距??梢钥吹剑手行牡焦廨S與法線的交點(diǎn)的距離Zn與矢高Z相等,如圖4在一般的非球面,法線的交點(diǎn)可以大致表示為



4 凹反射拋物面

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