1
引言
§4-1 理想光学系统及其原始定义
§4-2 理想光学系统的基点和基面
§4-3 物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度
§4-4 理想光学系统的图解求像
§4-7 透镜
§4-6 望远镜系统
§4-5 光学系统的组合，焦距测量
单个折射球面（或反射球面）
单薄透镜
对细小平面以细光束成完善像
实际光学系统
对具有一定大小的物（视场）
以宽光束（孔径）
成像有缺陷
一个光学系统必须由若干元件组成，经
反复精密计算，使其成像接近完善。
开始时，首先将系统看成是理想的
光学系统设计
实际光学系统
理想光学系统
引言
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§4-1 理想光学系统及其原始定义
理想光学系统——这种光学系统所成的像与物是完全相似的
物空间 像空间
光
学
系
统
点——>共轭点
直线——>共轭直线
直线上的点——>共轭直线上的共轭点
同心光束——>共轭同心光束
平面——>共轭平面
R
S
M
R’
S’
M’
理想光学系统理论——高斯光学
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§4-2 理想光学系统的基点和基面
一、焦点F，F’
与焦平面
T
E
1
O1 Ok
u’
F’
E
k
Sk
R
A’
F
S
1
-u
h
A
物方无穷远A
'
'
1
1
FOAO
FETE
k
k
→
→
F’: 后焦点，像方焦点
轴上物点 F
'
)'(//
1
FOFO
FORSFS
k
kk
→
→
A→ F’:物方无穷远垂轴平面的共轭平面为通过 F’的垂轴平面（后焦平面，像方焦面）
F’→A：像方无穷远垂轴平面的共轭平面为物方过 F 的垂轴平面（前焦平面，物方焦面）
注意
这里F与F’不为共轭点，A与A’也不为共轭点
F：前焦点，物方焦点
A’(∞处）
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-u
u’
h
H’
Q’
f’
S1
Ek
A
T
E
1
O1 Ok
Sk
R
F’F
H
-f
二、主点H，H’
和主平面
延长 SkR，EkF’交于Q’点
Q，Q’为
一对共轭点
k
k
OOHQ
OOQH
1
1
'' ⊥
⊥
H，H’亦为
一对共轭点
H，H’——物（像）方主点，前（后）主点
QH，Q’H’——物（像）方主面，前（后）主面
''QHHQ =∵
且HQ与H’Q’共轭，
β
= 1
物、像方主面是一对
β
=1的物像共轭面
光学系统总包含一对主点
（主平面），一对焦点（焦
平面），前者是一对共轭
点（面），后者不是
三、焦距
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
==
==
u
h
HFf
u
h
FHf
tg
'tg
'''
像方焦距，后焦距
物方焦距，前焦距
以主点H（H’）
为原点定正负
延长 TE
1，FS1交于Q点
Q
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只要一对主点、一对焦点的相对位置一定，一个光学系统的理想模型就定了。
单个折射球面、球面镜和薄透镜都相当于两个主面重合在一起的情况。
H
H’
F
F’
H
H’
FF’
HH’F
F’
H，H’，F，F’四点称为光学系统的基点
四、节点和节平面——
γ
= 1的一对共轭点
物方入射于 J 的任意光线，将以相同方向从 J’射出，即 U
J =UJ’
F
F’
H
H’ J J’
-
UJ
-UJ’
-UJ’
-f
-xJ’
由 全等，得
fx
J
=
'
同理
'fx
J
=
当光学系统 f =-f’时，节点与主点重合
怎
样
寻
找
节
点
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