半球透鏡從分別兩面入射,產生的效果不同嗎?

時間 2021-05-12 14:13:57

1樓:

最直接的原因就是,凸透鏡並不是薄的,即厚度不可忽略。

從線性代數看有個很直接的解釋。波動光學下所有接觸都是線性的,即:

傳播: circular 矩陣

相位表面:對角矩陣 和 (分別是兩個面)

一般來說 。

2樓:

我又思考了一下,我用 兩個元素來代表厚透鏡兩個面對波前的操作是不準確的。考慮到折射介面的折射率差異(先空氣再玻璃,還是先玻璃再空氣)以及相對于波矢的透鏡面曲率半徑正負號問題,應該用 四個元素來代表四種形狀。

通常情況下:。

更新題主若想從波動光學方面入手,需要分析波前畸變,這個一般都需要軟體(例如Matlab)去模擬,比較難用幾句話說明白。半球透鏡(或其他不對稱厚透鏡)兩個面【對波前的扭曲】並不對易,或者文鄒鄒地說:若把這兩個操作視為乙個【專門對光波波前做各種扭曲的群】裡的兩個元素A和B,那麼這兩個元素並不阿貝爾…… 也即 .

所以乙個平面波先通過「|」再通過「)」,跟先通過「(」再通過「|」,波前被扭曲的總和是不一樣的。

附帶一些電場、波前、像差之間的基本關係:

孔徑處的光波電場可表示為 , 其中 是光波波前(無量綱),可以用Zernike多項式 展開(極座標系):

Zernike多項式長得相當複雜以及難看,我就不貼出來了,而且在這裡也並不重要,不過可以記住它們是定義在面積為 的【單位圓盤】上的,以及它們有下列的正交關係:

比較重要的是波前畸變 ,它定義為:

根據波前的Zernike展開以及Zernike多項式的正交關係,我們最後得到由【各種相差】構成的波前畸變:

.當然,如果沒有像差的話, ! 如果入射光非常平行於光軸且軸對稱,那麼最需要考慮的像差就是失焦(2,0)和球面像差(4,0)。

平面波先通過「|」再通過「)」比先通過「(」再通過「|」, 因為波前扭曲的程度不一樣,球面像差更嚴重。

以下原答案

3樓:野合菌

入射光和折射光的角度可以由snell』s law表示,只有在入射角度小的時候,sin x 才近似於 x,折射光才能更趨緊相交。離主光軸越遠,產生的誤差越大,主要包括球差和coma。

總體上說,平行入射光從球面射入會導致更少的球差,因為平面二次折射起到了一定修正作用。

單色平行相干光聚焦的話,非球面鏡球差<=球差修正雙組鏡

4樓:qfzklm

你這是厚透鏡,物、像兩邊還是有不一樣的地方的,雖然沒大區別,但是應該不是你以為的樣子。。厚透鏡,主要表現在物方主平面和像方主平面不重合,物方焦距和像方焦距不一致這兩點。。你在空氣中做實驗,物像兩方環境一樣,所以焦距是相同的,只是物像主平面不重合而已。。

update

教科書中常見的,理想光學系統的成像過程。。

跟通常的薄透鏡(物像主平面重合,物像焦距相同)情形一樣,有類似成像公式,比如

物像距公式:

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