光学系统的像面照度和其他表面的照度是必须了解的光学.doc

式中F12称为辐射传输系数,它只与表面的形状,位置,大小和方向有关.是一纯粹几何量.F12是一二重积分量,很难计算,不过现在已经对一些典型情况,计算出了结果,并且...$1.4照度 光学系统的像面照度和其他表面的照度是必须了解的光学量。参看图1.4-1，从轴面上的面元dA1、辐射到接收面上的面元dA2的辐射通量为： ＝LdA1dΩ，Cosθ 式中 图1.4－1 辐射的传播 而从物面辐射到接收面的总辐射通量为 设物面是朗伯面，即L与面元dA1的位置无关，则 由此 式中F12称为辐射传输系数，它只与表面的形状、位置、大小和方向有关。是一纯粹几何量。F12是一二重积分量，很难计算，不过现在已经对一些典型情况，计算出了结果，并且列出了表格，可供查阅。 像面照度 光学系统像面上的照度会受两方面的影响：（1）光学系统的会聚和发散作用；（2）光学系统的吸收、反射、散射和挡光的作用；为了简单起见，将忽略第（2）种影响，而对于第（1）种影响将通过光学系统的几何度G表示出来，并使这一计算变得很简单。 几何度G的定义为 式中 这是投影立体角，它是接收面dA2对物面dA1所张立体角在物面法线方向的投影的积分。 几何度G只和光源的几何尺寸、光源到光学系统的距离、光学系统的入瞳尺寸以及光学系统的结构有关。当光能通过光学系统且不存在损失时，G是不变量，即在光学系统内的不同截面上，G都是相同的。若从图1.4－2观察则有 Gs = Ge = Gx = Gi 式中Gs、Ge、Gx、Gi分别是光学系统的物面S、入瞳面e、出瞳面x、像面i 的几何度。 图1.4－2 从上可以看出; （1）几何度G可以表示光学系统传输辐射的能力； （2）可以根据易于计算的截面上的G值，计算出任一截面上的照度。 例如：（1）光能无损失的光学系统像面中心的辐射度 由得到 式中，是光学系统的纵向放大率。 （2）视场角为θ处像平面上的辐照度。 比较物方侧物点1和轴上点0所对应立体角的大小。对于物点1，入瞳所对应的立体角为 式中Ω0是入瞳对轴上点0所张的立体角，故轴外点像平面的辐照度为 上式说明：像面照度与光学系统的相对孔径的平面成正比，又和视场角θ的余弦的4次方成正比； 需要特别注意的是：，这将严重影响像面照度的均匀性。但是，对于野外景物，它并不是朗伯体，而是各向均匀发光体，则。