理想光学系统与共线成像理论 复习重点1

§2.1 理想光学系统与共线成像理论

一、基本概念

1、高斯光学：

暂时抛开光学系统的具体结构, 将一般仅在光学系统的近轴区存在的完

善成像拓展成在任意大的空间中以任意宽的光束都成完善像的理想模型, 这个理

想模型就是理想光学系统。

理想光学系统理论是在1841年由高斯所提出来的，所以理想光学系统理论又被

称为“高斯光学”。

2、共轭：

将这种物像对应关系叫做“共轭”。

3、共线成像：

这种点对应点、直线对应直线、平面对应平面的成像变换谓之共线成像。

二、共轴理想光学系统的成像性质

1、位于光轴上的物点对应的共轭像点必然在光轴上；

位于过光轴的某一截面内的物点对应的共轭像点必位于该平面内，且在物面的

共轭像面内；

过光轴的任意截面成像性质都相同；

垂直于光轴的物平面，它的共轭像平面也必然垂直于光轴。

2、垂直于光轴的平面物与其共轭平面像的几何形状完全相似，即：在垂直于光

轴的同一平面内，物体的各部分具有相同的放大率β。

3、一个共轴理想光学系统，如果已知两对共轭面的位置和放大率，或者一对共

轭面的位置和放大率，以及轴上两对共轭点的位置，则其它一切物点的共轭像

点都可以根据这些已知的共轭面和共轭点来表示。

基面和基点：

通常将这些已知的共轭面和共轭点分别称为共轴系统的“基面”和“基点”。

作图法证明：

①已知两对共轭面的位置和放大率

②已知一对共轭面的位置和放大率，以及轴上两对共轭点的位置