本文通过具体的公式计算来讲解了在变形系统中,我们的近轴光线的追迹方程的表现形式。
变形系统系列(七)-变形系统的近轴光纤追迹方程
从之前的讨论中,我们知道光线通过一个变形系统是由折射方程
传递方程
和曲面方程
决定的。对于所考虑的变形系统中的任意曲面j,总之,我们有
由此可知,在近轴区域,我们能得到
因此在该区域,上前两式可以改写为
上式告诉我们一个重要的事——在一个变形系统的轴周围的近轴区域,通过系统追迹的任何近轴光纤的(x,xu)和(y,yu)分量是相互独立的,每个分量都可以看作是单独在系统的x-z对称平面或y-z对称平面追迹的独立近轴光线。
结论是,在近轴区域,光线可以通过投射到两个对称平面上来追迹,而投影的路径完全受正常的近轴光线追迹规律和两个对称平面上的近轴曲率Cx,Cy的控制。
为了更清楚地强调这一点,我们可以将上述两方程分别写入独立的光线追迹方程中。对于这个旁轴射线的(x,xu)分量,我们有
注意这两个方程与由球面构成的RSOS的近轴子午光线追迹方程完全相同。其中x-z对称平面将是子午线部分。所以我们可以想象我们有一个与变形系统的x-z对称平面相关的RSOS,我们称之为相关的x-RSOS。
对于这个旁轴射线的(y,yu)分量,我们有
我们可以看到,这两个方程与球面构成的另一个RSOS的近轴子午线跟踪方程完全相同,其中y-z对称平面将是子午线部分。所以我们可以想象我们有另一个RSOS与变形系统的y-z对称平面有关,我们可以称之为相关的y-RSOS。
上述与x,y相关的方程是变形系统的基本近轴光线追迹方程。
相关文献:
《几何光学 像差 光学设计》(第三版)——李晓彤 岑兆丰
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