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第四章 平面成像系统 平面系统在光学系统中的作用 平面镜成像 反射棱镜 平行平面板 折射棱镜 本章结束 平面系统在光学系统中的作用 改变像的方向，变倒像为正像 例如开普勒望远镜中的倒像可正过来 。 扩大仪器的传动比，提高测量精度 扩大仪器的观察、测量范围 合像、分像 改变像的方向，变倒像为正像 改变光路方向,便于观察和缩小仪器体积 改变光路方向,便于观察和缩小仪器体积 扩大仪器的观察、测量范围 分光、分色 三片式光学引擎工作原理 三片式光学引擎工作原理 高压汞弧光灯发出的白光被偏光器偏振化然后成型为Gen II LCoS微显示器面板大小与形状的矩形光束。偏振的白光经过分色镜被分离为其组成成分――红、绿、蓝三色光。每一种色光被分别聚焦到一片接受相应色彩视频数据的Gen II LCoS微显示器面板上。从微显示器面板上反射出的光经过检偏器过滤，只有一种与检偏器偏振方向相同的光可以通过，其它偏振方向的光被阻止。红、绿、蓝三种颜色的图像通过一个称为X-Cube的光学元件被组合到一起。组合后的图像经过投射透镜放大、聚焦，然后投射到由一个菲涅尔透镜和柱状透镜组成的复合屏幕。 第一节 平面镜成像 一、平面镜的成像特性 1。单面镜成像 2。双面镜成像 结束 第二节反射棱镜 一、反射棱镜的构成 二、反射棱镜的分类 三、反射棱镜的成像方向 四、反射棱镜的展开 结束 第三节 平行平板 一、平行平板的成像特性 二、平行平板对光线位移的计算 三、平行平板的等效空气层 四、举例 第四节 折射棱镜和光楔 一、 折射棱镜 二、光楔 结束 单面镜成像的特性 物、像关于平面镜对称，物距等于像距 (图) 平面镜所成像与物等大，成镜像 (图) 平面镜成完善像，属理想系统 平面镜转动?，将使出射光线方向改变2? (图1) (图2) 本页结束 平面镜成镜像 平面镜转动?，将使出射光线方向改变2? 双面镜成像特性 ⑴ 像点的位置 反射像均位于以双面镜的相交轴线O为圆心、以OA为半径的圆周上。两次成像后的像点位置是以OA为始边，按反射顺序的方向旋转2α圆周处。 (图) ⑵ 出射光线的方向 出射光线相对于入射光线的偏转2 α，与入射角无关，只取决于双面镜之间的夹角α。 (图) (3)两次反射成一致像 本页结束 反射棱镜的构成 形状：将多个反射面做在同一块玻璃上的光学元件 棱镜的工作面：指光线与之相交的面； 棱镜的光轴：指光学系统的光轴在棱镜内部所成的折线； 棱：指工作面之间的交线； 主截面：指垂直于棱的平面 本页结束 反射棱镜的类型 ⑴ 简单棱镜 ⑵ 屋脊棱镜 ⑶ 复合棱镜 (4) 角锥棱镜 本页结束 只含有一个主截面的棱镜为简单棱镜 反射面被两个互相垂直的反射面取代的棱镜称作屋脊棱镜 复合棱镜是将多个简单棱镜（或屋脊棱镜）组合在一起使用的棱镜组 棱镜系统成像的物象坐标变化 ⑴ 沿着光轴的坐标轴（如图中的z轴）经反射后仍沿着光轴； ⑵ 垂直于主截面的坐标轴（如图中的y轴）一般情况下保持与物坐标相同，但当遇有屋脊面时，每经过一个屋脊面反向一次； ⑶ 在主截面内的坐标轴（如图中的x轴）由棱镜的反射次数决定其方向：奇次反射成镜像，右手系变左手系；偶次反射成一致像，右手系不变。在计数时，每一屋脊面被认为是两次反射。 本页结束 反射棱镜的计算 在光路中插入棱镜，必须使棱镜的尺寸满足足够大以至于不挡光。所谓不挡光，就是棱镜前光学系统出射的光束全部通过棱镜。 为解决这个问题，若按折转的光路计算棱镜的尺寸及画图都比较麻烦，通常对棱镜采取展开的办法来方便计算和作图。 所谓展开，就是将光轴拉直。 反射棱镜的等效作用与展开 作用 “拉直”了光轴的棱镜相当于一个平行平面板 方法 将棱镜展开来计算，展开的过程就是光轴经反射面逐次成镜像的过程。 结构常数 K=L/D L：展开后的平板厚度；D：瞳光口径 结束 多个反射面的棱镜展开顺序是依反射面的次序翻转展开，如五角棱镜 注意： （1）棱镜展开后两个折射面必须平行。（这是棱镜的设计问题） （2）在会聚光束中两折射面必须垂直光轴。（这是在仪器中棱镜的安装调正问题） 屋脊棱镜的展开可用对屋脊棱翻转的方法 （因光轴是在屋脊棱上反射的） 第三节 平行平板 光学仪器中常用“由两个平行的光学平面构成的”元件，称为平行平板或者相当于平行平板的光学元件。 平行平板的性质: 无焦系统，放大率等于1 产生轴向位移 产生侧向位移 （3) 平行平板对光线产生的侧向位移 等效空气层的概念 例题 在物镜与像面之间有一反射棱镜用于转折