Оптические поверхности

Оптическая поверхность – это гладкая регулярная поверхность точно известной формы.

Поверхности могут быть плоские, сферические, асферические. Для сферических поверхностей задается один параметр поверхности – радиус кривизны . Плоской поверхностью можно считать сферическую поверхность с радиусом кривизны равным бесконечности. Для плоскости , но условно принято считать, что .

Диафрагмы

Диафрагма – это металлический экран с круглым отверстием. На оптических схемах диафрагмы могут быть заданы явно – диафрагма является самостоятельным элементом оптической системы, или неявно – роль диафрагмы играет край или оправа линзы.

Взаимное расположение элементов в оптической системе

Центрированная оптическая система

Центрированная оптическая система – это оптическая система, которая имеет ось симметрии (оптическую ось) и сохраняет все свои свойства при вращении вокруг этой оси.

Для центрированной оптической системы должны выполняться следующие условия:

• все плоские поверхности перпендикулярны оси,
• центры всех сферических поверхностей принадлежат оси,
• все диафрагмы круглые, центры всех диафрагм принадлежат оси,
• все среды либо однородны, либо распределение показателя преломления симметрично относительно оси.

Нумерация элементов оптической системы ведется по ходу луча. Все расстояния между поверхностями (толщины линз или воздушные промежутки) откладываются по оси.

Правила знаков

Положительным направлением света считается распространение слева направо.

Осевые расстояния между преломляющими поверхностями считаются положительными, если они измеряются по направлению распространения света (слева направо). Радиус кривизны поверхности считается положительным, если центр кривизны находится справа от поверхности (поверхность обращена выпуклостью влево). Угол между лучом и оптической осью считается положительным, если для совмещения оси с лучом ось нужно вращать по часовой стрелке. Отрезки, перпендикулярные оптической оси считаются положительными, если они располагаются над осью.

При оптических расчетах считается, что после каждой отражающей поверхности показатель преломления, осевое расстояние и угол отражения меняют знак на противоположный.