СПбГУТ | Оптические материалы, компоненты и основы проектирования оптических приборов и систем | Курсовая работа | ВСЕ ВАРИАНТЫ | Новое 2026

СПбГУТ | Оптические материалы, компоненты и основы проектирования оптических приборов и систем | Курсовая работа | ВСЕ ВАРИАНТЫ | Новое 2026

ДЛЯ ЗАКАЗА ДРУГОГО ВАРИАНТА - ПИШИТЕ В ЛИЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ

ВЫПОЛНЯЮ И ДРУГИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ВАШЕГО СЕМЕСТРА - ПИШИТЕ В ЛИЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ

ВЫПОЛНЕНИЕ ИТОГОВЫХ И ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТЕСТОВ - ПИШИТЕ В ЛИЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ

Вычисление и отображение параксиальных характеристик оптических систем при помощи матричной оптики

1. Постановка задачи для вычисления и отображения параксиальных характеристик оптической системы

Оптическая система, работающая в воздухе, состоит из двух оптических прозрачных элементов. Заданы радиусы кривизны (r), толщины (d) и показатели преломления оптических сред (n) деталей оптической системы:

2. Оптическая система

Параксиальные характеристики оптической системы – это кардинальные отрезки оптической системы: фокусные расстояния, фокальные отрезки, положения главных плоскостей (рис.1).

3. Матрица преобразования

Основное действие оптической системы заключается в изменении хода лучей, т.е. преобразовании двух параметров – линейной и угловой координат луча. Эти преобразования наиболее удобно описывать при помощи аппарата матричной оптики (матрица преобразования полностью описывает распространение лучей через оптическую систему).

Необходимо учитывать, что параметры луча в пространстве предметов и изображений могут быть заданы только в том случае, если выбраны опорные плоскости (ОП) – некоторые произвольно выбранные плоскости, перпендикулярные оптической оси.

4. Виды матриц преобразования

Существуют два основных вида матриц преобразования, описывающие два простых преобразования – перенос луча в свободном пространстве и преломление луча на поверхности или в оптической системе:

матрица преломления – матрица Гаусса, описывает преобразование только угловых координат лучей (рис.3);

матрица переноса – матрица Гаусса, описывает преобразование только линейных координат лучей.

5. Матрица одной преломляющей поверхности

5.1. Нахождение матриц преломления и переноса оптического луча

Для того чтобы найти параксиальные характеристики системы, необходимо вычислить ее матрицу преобразования, которая определяется как последовательное перемножение матриц преломления и переноса всех элементов оптической системы.

5.2. Нахождение матрицы преобразования оптической системы

Матрица преобразования оптической системы, состоящей из нескольких компонентов, разделенных промежутками, записывается в виде произведения матриц преломления и матриц переноса отдельных компонентов:

5.3. Вычисление параксиальных характеристик оптической системы

Элементы матрицы преобразования можно выразить через кардинальные отрезки оптической системы:

5.4. Отображение параксиальных характеристик оптической системы