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两面角镜的成像特性

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:由上式可以得到结论:位于两面角镜主截面内的入射光线经角镜反射后,其出射光线与入射光线的夹角β恒为角镜二面角θ的两倍。上述概念可以扩展至整个物像空间,即两面角镜绕其棱线为轴转动时,虽然角镜相对于物空间的位置在改变,但像空间是不动的。两面角镜的β=2θ是一条十分重要的性质,它被广泛应用于折转光路、改变光轴方向。

5.4.3 两面角镜的成像特性

两个平面反射镜按一定角度组成的系统称为两面角镜,简称角镜。下面,首先研究光线经两角镜反射的规律。

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图5.19 两面角镜的反射特性

如图5.19所示,一夹角为θ的两面角镜,P为其棱线(垂直于纸面),入射光线AO1经两面角镜反射后,沿O2A2方向射出,需要确定主截面内出射光线与入射光线之间的夹角β。

延长AO1与O2A2相交于M点,由ΔO1O2M,应有

β=2I1-2I2=2(I1-I2

延长两平面镜的法线交于N点,由△O1O2N应有

θ=I1-I2

将θ值代入前式,得到

β=2θ                  (5.34)

由上式可以得到结论:位于两面角镜主截面内的入射光线(AO1)经角镜反射后,其出射光线(O2A2)与入射光线的夹角β恒为角镜二面角θ的两倍。

由于式(5.34)中,β值只是θ的函数,而与入射角I1无关,因此可以推论:两面角镜绕其棱线P轴转动,只要入射光线方向不变,则出射光线方向亦不变。上述概念可以扩展至整个物像空间,即两面角镜绕其棱线为轴转动时,虽然角镜相对于物空间的位置在改变,但像空间是不动的。应该指出,上述结论只对以角镜棱线为轴(即角镜棱线在空间的方位不变)的转动成立。

两面角镜的β=2θ是一条十分重要的性质,它被广泛应用于折转光路、改变光轴方向。其中,如图5.20所示是应用最多的几种情况。由于β只与θ有关而与I1无关,因此只要严格保证角镜二面角θ的制造精度,则对其装配定位精度要求可大大降低。

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图5.20 三种两面角镜折转光路的情况

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