مقدمه ای بر طراحی نوری

چکیده

2.1 مقدمه ای بر طراحی نوری

به طور کلی ، طراحی نوری طیف گسترده ای از موضوعات را شامل می شود ، از جمله اپتیک هندسی ، شکل گیری تصویر ، نظریه انحراف ، طراحی لنز و ارزیابی کیفیت تصویر. هر موضوع ارزش یک کتاب کامل را دارد. در این فصل فقط به زمینه های لازم در زمینه طراحی نوری پرداخته می شود. برای بحث های بیشتر در مورد طراحی نوری ، لطفا به Refs مراجعه کنید. 1-17.  

2.1.1 اپتیک پاراکسیال

در این بخش خصوصیات سیستم نوری در منطقه نزدیک به محور نوری به نام ناحیه پاراکسیال بحث خواهد شد. در یک سیستم عملی ، بیشتر اشعه ها از خارج منطقه پاراکسیال می آیند ، اما خصوصیات اساسی یک سیستم نوری که در منطقه پاراکسیال توصیف شده است ، در خارج از آن منطقه نیز قابل اجرا است. رفتار ایده آل یک سیستم نوری در ناحیه پاراکسیال اولین بار توسط گاوس ایجاد شد ، بنابراین در بسیاری از منابع نوری از آن به عنوان "نوری گوسی" یاد می شود.

شکل 2.1 یک نمودار شماتیک از یک سیستم نوری ساده شده است که اولین و آخرین سطوح را نشان می دهد. یک سیستم نوری معمولاً شامل یک یا چند عنصر نوری است. خصوصیات مرتبه اول یک سیستم نوری را می توان به طور کامل با نقاط اصلی مشخص کرد ، که عبارتند از نقاط کانونی (F ، F ′) ، نقاط اصلی (P ، P points) و نقاط گره ای (N ، N ′). وقتی هر دو شی و تصویر در هوا باشند ، نقاط گره ای با نقاط اصلی همزمان می شوند.

نقاط کانونی سیستم عدسی نقاطی است که در آن پرتوی اتفاقی موازی با محور نوری سیستم نوری پس از عبور از سیستم از محور عبور می کند. نقطه کانونی جلو دارای بزرگنمایی بی نهایت است ، در حالی که بزرگنمایی نقطه کانونی عقب صفر است. نقاط گره ای خاصیت منحصر به فردی دارند که خطی که از نقطه گرهی جلو در فضای جسم عبور می کند از نقطه گره عقب در فضای تصویر با همان زاویه نسبت به محور نوری خارج می شود. نقاط گره ای بدین ترتیب با بزرگنمایی زاویه ای واحد مشخص می شوند.