光学设计

厚透镜焦距公式

时间:2025-06-02 22:33:07   作者:Leslie   来源:正势利   阅读:642   评论:0
内容摘要:一、厚透镜焦距公式(逐次成像法)1、单球面折射成像利用等光程原理(费马原理与成像)可以得到单球面折射成像的物像距公式:图1单球面折射成像备注:1)、n'-n/r为球面的光焦度,记作Φ,其反映了球面屈折光线的本领;2)、Φ>0(Φ<0),球面使入射光汇聚(发散);3)、透 的光焦度,单位是屈光度(diopter,D),屈...

一、厚透镜焦距公式(逐次成像法)

1、单球面折射成像

利用等光程原理(费马原理与成像)可以得到单球面折射成像的物像距公式:

图1 单球面折射成像

备注:

1)、n'-n/r为球面的光焦度,记作Φ,其反映了球面屈折光线的本领;

2)、Φ>0(Φ<0),球面使入射光汇聚(发散);

3)、透镜的光焦度,单位是屈光度(diopter,D),屈光度 1D=1m^-1

2、同理可得反射球面的物像公式:

对第一个透镜用成像公式计算,确定像的位置,该像无论虚实,其对第二个面来说都等效于物,再次进行成像,依次逐个应用上述方法,可得到最终的像。

3、厚透镜焦距

图2 厚透镜逐次成像示意图

第一次成像:

第二次成像:

整体成像:

进一步可得总的光焦度:

有效焦距fEFL定义为透镜有效光焦度的倒数:

对于处在空气中(n=1)的厚透镜来说,其有效焦距fEFL为:

式中,nOS为物空间折射率,nIS为像空间折射=,nL为透镜的折射率,ΦOS和ΦIS分别为透镜第一个表面和第二个表面的光焦度,两个表面的曲率半径分别为|R1|和|R2|。注意:透镜焦距大小f=|nfEFL|=|n/Φ|(f为主点到近轴焦点的实际物理距离,等效焦距fEFL等于实际物理焦距f除以所在空间的折射率n),当透镜周围介质折射率为1=(空气中),透镜焦距f和有效焦距fEFL在数值上才相等。

Edmund网站关于厚透镜参数定义及相关计算:

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标签:透镜  焦距  公式  
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