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远心光学系统为何称之远心? 第1页

  

user avatar   feng-lai-xiang-man-xiu-opt 网友的相关建议: 
      

这个问题下面的回答非常机械,让我想到了我念本科时候,也非常难以理解,什么是远心光路。

弄懂这个题目是掌握并DIY显微镜和远心镜头的必要。本文节选删减自我的博士大论文,版权所有禁止转载,仅供学习交流。欢迎批评指正 @看风景的蜗牛君 @谢钧 @Physhan @王凯强

如图(a)所示,孔径光阑在透镜上,从几何关系可以看出这时的像存在近大远小的关系,A成像在 处, 成像在 。而由于调焦不准,像平面和刻度尺平面不能完全重合,随着眼睛的晃动(观察位置的改变),标尺与被测物体之间产生相对移动,称为视差这种情况下会误以为A物在 处,或者反过来,难以进行准确的测量。

物方远心光路的孔径光阑位于透镜的像方焦面,如图(b)所示,透镜的入瞳位于无穷远,孔径光阑即出瞳。即使由于调焦不准,像平面和刻度尺平面不能完全重合,在标尺平面上得到的像是由弥散斑构成的投影像。但轴外点主光线平行于光轴,主光线的位置不随物体位置而变化,弥散斑中心距离不变,不影响测量物体高度,无论是物是在A还是A'处,像高不变故可消除视差。A到A'处长度称为远心景深。

若孔径光阑位于透镜的物方焦面(图(c)),出射光束的主光线平行于光轴,出瞳位于无限远,这样的光路称为像方远心光路。物上各点发出的光束,主光线都通过孔径光阑中心所在的物方焦点,经过透镜后像方主光线都平行于光轴,无论像面在 还是 处,弥散斑中心点不变,故放大倍率不发生变化。而图(d)中,将光阑严格地放在了4-f光学系统的中间,兼具了物方远心光路和像方远心光路的优点,故称之为双侧远心光路。

这也是现代显微镜为什么通常采用的4-f系统的原因。而如果物镜和筒镜组合不是严格4-f系统,它只是物方远心光路,只能消除视差。




  

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