通过有光阑近轴ABCD光学系统激光束的近似解析传输公式

用傅立叶级数展开法研究光束通过有光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输特性,导出了光阑透射率函数不同时的传输公式。硬边光阑的情况可作为其它光阑的特例得到,其它光阑也可视作硬边光阑来处理。数值计算表明了该方法快速的优点,并得到与用Collins公式直接积分一致结果。

厄米-高斯光束通过硬边光阑光学系统变换的近解析传输公式

将硬边光阑门数函展开成复高斯函数,利用高斯光阑的ABCD矩阵形式,应用于厄米-高斯(H-G)光束,推导出了H-G光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统的场分布的近解析传输公式,并与Collins公式计算结果比较,说明所得的解析结果的应用和优点.

近地层紫外通信离轴三反接收光学系统设计

针对紫外通信接收光学系统的特点和发展趋势,在共轴三反光学系统的基础上,提出了一种离轴三反紫外光学系统的设计方法,利用ZEMAX软件进行优化。设计出了一个焦距为998.192mm、视场角不小于4°、F数为4的离轴三反光学系统。在50lp/mm空间频率处传函达到0.4以上,接近衍射极限,全视场弥散斑控制在5μm以内,同时克服了共轴三反存在的中心遮挡问题,提高了系统的像质。该系统设计满足相应技术要求,对紫外通信系统的成功研制具有重要作用和意义。

基于渐近解的成像电子光学近轴横向像差理论及其验证

在成像电子光学系统的横向像差中,近轴像差是整个像面普遍存在、且影响图像中心像质的主要像差,并决定了系统的极限分辨率.本文由电子光学近轴方程的渐近解推导了近轴横向像差的普遍表示式,并通过一两电极静电同心球系统,推导了近轴轨迹特解的渐近解和精确解的解析表示,给出了二级和三级近轴色球差以及三级近轴放大率色差的表达式,证明了基于渐近解求解成像电子光学系统的近轴横向像差的途径是可行的和足够精确的.文中给出的近轴横向像差的简明形式对于成像电子光学系统的像差研究和像管设计具有实际意义.

基于渐近解的静电成像电子光学近轴横向像差理论

在迄今为止的成像电子光学研究中,备受关注的是二级近轴横向像差(即二级近轴色差)和三级几何横向像差,几乎忽略了三级近轴色差和三级近轴放大率色差的存在,理论上也没有给出近轴横向像差的一般形式.作者基于近轴方程的渐近解研究近轴横向像差的一般理论,探讨了近轴方程渐近解系数之间的关系式,证明其间是相互关联的.所得结果为研究简明形式的近轴横向像差提供理论基础.

渐近解求解静电成像电子光学近轴横向像差的验证

通过一两电极静电同心球系统的理想模型的解析解,对以渐近解表示的近轴横向像差进行了验证。推导了两电极静电同心球系统的理想模型的渐近解各系数的表达式,以证明基于渐近解求解电子光学近轴横向像差的途径的可行性和正确性。由渐近解导出的静电电子光学成像系统的二级和三级近轴色差表达式,证明了莱克纳格尔-阿尔齐莫维奇(Recknagel-Artimovich)公式依然成立。给出了以简明形式表示的近轴横向像差的表达式,对于成像电子光学的像差理论和像管设计具有理论和实际意义。

厄米-双曲余弦-高斯光束在有光阑光学系统中的传输

从Collins公式出发,对厄米-双曲余弦-高斯(HChG)光束通过有硬边光阑限制的近轴ABCD光学系统的传输进行了研究.采用将矩形函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,推导出了光场分布的解析表达式.给出了数值计算结果,并与直接对Collins公式作数值积分的结果进行了比较,充分显示此解析方法不仅便于物理分析,而且可节约大量机时.

几何光学中成象的近轴条件与符号规则

本文对几何光学成象的近轴条件与符号规则二个重要问题,从实验现象出发,对它们的物理意义以及应用时的必要性作了详细叙述。

H-G光束经内含光阑光学系统传输的递推算法

推导出了厄米 高斯 (H G)光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统传输递推公式 ,由此可得出任意阶次的H G光束场分布的解析表达式 ,并可解析地研究光阑对传输的影响。

光学ABCD定理的普适性、物理意义和它的应用

本文推广了几何光学近轴光线传输的ABCD定理,使之适用于远离光轴的空间光线的传输,无论光学系统是旋转对称的还是非旋转对称的。又注意到经典力学中的粒子运动也存在类似的ABCD定理.进一步研究发现在这宏观的定理背后的物理含义,即允许存在另一个更为普遍的规律“测不准关系”的可能性。此外应用推广的ABCD定理,可导出推广的含ABCD的衍射积分定理,用角程函的导数来表示。以此进行含初级(赛德耳)象差的衍射积分计算是方便的。文中给出含球差与含慧差的解析结果,及仅含球差时的数值计算.

光学中的傍轴理论——关于几何光学光路计算的几点讨论

现代光学已表明,光具有波动性,也具有粒子性.一个实际的光学系统的成像质量将受到衍射的限制,在几何光学中研究光线的传播是具有近似性的.根据几何光学中的傍轴理论,对光线通过光学系统的成像的实验与理论计算进行探讨,从而得出几何光学中光路计算的可行性结论.

论矩阵光学中的ABCD矩阵及其应用

本文论述矩阵 ABCD 的行列式的值为1,用矩阵 ABCD 推出了近轴光学中的传递矩阵、折射矩阵、光学系统矩阵及其应用.

位于光学系统象方主焦点处的物点其共轭的象点在哪里?

我们知道,理想光具组可以保持光束的单心性以及象和物在几何上的相似,在理想光具组里,物方的任一点都和象方的一点共轭。根据这个理论,在近轴条件下,以单薄透镜成象为例,应用薄透镜的作图求象法可以确定:位于其物方焦平面上任一点P发出的光,经薄透镜折射后,将成为一束与主轴成一定倾角的平行光。

近解析研究厄米-高斯光束的焦移和焦开关

用一种近解析的方法研究厄米-高斯光束通过内含硬边光阑的近轴ABCD光学系统后的聚焦特性:焦移和焦开关.数值计算表明使用这种近解析法所得结果与对Collins公式直接作数值积分的结果符合甚好,且计算速度大大提高.

两电极静电同心球系统的近轴电子光学及其空间-时间像差

将从近轴解出发研究两电极静电同心球系统的空-时轨迹及其像差.由近轴轨迹方程和近轴运动方程出发,先求解两电极静电同心球系统中自光阴极逸出的运动电子的近轴空间-时间轨迹,然后讨论此系统的静动态电子光学及其空间-时间像差,揭示近轴光学系统成像的一般规律.文中定义和推导了各级近轴空间像差和近轴时间像差,得到了与关于近轴空间-时间像差同样的结论,表明完全可以直接由近轴轨迹方程和近轴运动方程出发来研究理想成像及其空间-时间像差.

矩阵光学中变换矩阵的推导

总结了 5种推导光线变换矩阵的方法 ,并例举了大量实例 ,以供使用时参考。例如 ,光在均匀介质中传输的光线变换矩阵 ,球面反射镜、失调望远镜、猫眼反射器和厚透镜等光学系统的光线变换矩阵。在实际工作中 ,针对不同的情况 。

ZEMAX在光学设计外形尺寸计算中的应用

外形尺寸计算是光学系统设计的首要环节,尤其对于复杂的光学系统,外形尺寸计算是否合理直接影响像差的校正与平衡及整个系统的布局。由于光学设计软件ZEMAX中的近轴表面可以模拟理想薄透镜,因此可以根据这一特性来进行光学系统的外形尺寸计算。据此,本文介绍了十倍变焦距光学系统和激光光束整形系统两个典型光学系统的外形尺寸计算,与设计结果相一致。该方法比传统的手工计算法简单、直观,并具有较高的精度。

复合电磁同心球系统的成像电子光学. A章:近轴光学（英文）

通过复合电磁同心球系统的理想模型,对成像电子光学近轴方程的轨迹求解进行探讨。首次推导了该系统的近轴电子轨迹的转角及近轴方程的两个特解的解析表达式,探讨了近轴成像性质,并将结果推广到两电极静电同心球系统、均匀平行复合电磁系统和静电近贴系统中。

复合电磁同心球系统的成像电子光学. B章:近轴像差（英文）

由复合电磁同心球系统的近轴方程两个特解出发,通过展开理想成像位置处图像转角表达式的途径,探讨了复合电磁同心球系统的近轴纵向像差和近轴横向像差。主要贡献是求得了近轴方程的两个特解在理想像面位置处的解析表达式,由此证明决定极限空间分辨率的二级近轴色球差能以Recknagel-Artimovich公式描述。导出了近轴横向像差的表达式,该像差由近轴色球差、近轴放大率色差和近轴各向异性色差等组成。

复合电磁同心球系统的成像电子光学. C章:近轴方程近似解（英文）

通过复合电磁同心球系统的理想模型,探讨了近轴方程特解的近似表示及其近轴横向像差的求解。导出了复合电磁同心球系统近轴方程两个特解的近似表达式,在此基础上导出了一些特殊类型的近轴横向像差的表达式,如近轴色球差、近轴放大率色差和近轴各向异性色差。结果表明,由两个特解的近似解推导得到的近轴横向像差与使用精确解的结果完全一致,由此证明近似解求解近轴横向像差的方法是可行的。