光学术语表

  1. 阿贝数(也称为V数):,其中是波长d = 0.5876um、F=0.4861um和C=0.6563um处的折射率。
  2. 像差:使系统不形成理想像(即共点像)的几何成像误差。典型像差包括球差、像散、慧差和色差。畸变不影响像质但影响像的位置。同样,场曲在弯曲像面上成像。透镜的弯曲、位置、光焦度、玻璃类型以及数量和光阑位置都可用于减小像差。
  3. 消色差透镜:使用两种或多种玻璃类型使两种颜色的光聚集到同一个焦点的透镜。折射-衍射混合光学组合设计也能消色差。
  4. 无焦系统:接受平行光输出并产生平行光输出的透镜系统,比如双目镜、望远镜和扩束镜。
  5. 艾里斑:具有圆形无遮拦孔径的理想光学系统所产生衍射图案的中心亮斑。艾里斑的直径为。
  6. 异常像:热红外系统中的虚假像或鬼像,由探测器看到即感应来自系统内部的能量(而不是外部景物能量)而产生。如果系统内部与景物具有不同的温度和辐射比,则显示器上会产生亮区或暗区。这种情况很严重时,会使系统功能丧失。
  7. 孔径光阑:镜头系统中主光线或中心光线通过并与光轴相交的位置。该位置是光束似乎围绕其旋转的位置。机械限制性孔径通常产生限制性尺寸。
  8. 等晕(齐明)透镜:没有三级球差和慧差的透镜。
  9. 复消色差透镜:三种色光聚焦于同一焦点的镜头。
  10. 表观视场:通过目镜观察时眼镜看到的视场。表现视场与物空间实际视场的比就是“放大率”。
  11. 非球面:偏离球形的透镜表面或反射镜表面。二次曲面(抛物面、双曲面等)和高次非球面通常被用于减小像差。
  12. 像散:使一个平面(子午面)内的光与正交平面内的光聚焦于不同位置的像差。像散变化与孔径及视场的平方成比例。
  13. 轴向色差:使不同色光聚焦于离镜头不同距离处的像差。初级轴向色差是长短波间的参与轴向色差。二级轴向色差是长/短波长和中心波长间的残余轴向色差。
  14. 后焦距:从最后一个透镜顶点到像面的距离。
  15. 二元光学元件:将基诺表面的阶梯近似用于表面轮廓的衍射光学元件。
  16. 透镜盘:可以同时固定、研磨和抛光许多球面透镜的工具。
  17. 瞄准误差:彼此平行的两个相关系统的光轴的校准误差,也是光轴和相关机械轴的平行性误差,一般用角度来表示。
  18. 卡塞格林望远镜:有一个凹主镜和一个凸次镜组成的反射系统。像位于主镜顶点之后。“经典卡塞格林”的反射镜一般是非球面(抛物面/双曲面),无慧差的里奇-克雷蒂安卡塞格林系统的两个反射镜都是双曲面。
  19. 折反系统:由透镜和由光焦度反射镜组成的光学系统。
  20. 主光线:通过镜头或反射镜系统的孔径光阑中心的光线,也称为中心光线。
  21. 色差:由于不同颜色光具有不同的焦点位置、放大率、球差和其他像差形式而形成的轴上或轴外像差。
  22. 通光孔径:全视场成像所需的元件直径。“光线通光孔径”指透镜(或反射镜)孔径,而“机械通光孔径”指机械结构所产生的孔径。
  23. 斩波:红外光线系统中,由于光束被系统内孔径渐晕或修截而造成的影响。这用词会影响像的外观。
  24. 冷指:直接安装在热红外相机探测器后面的制冷装置。
  25. 冷屏:其内部存在成像辐射的红外系统杜瓦瓶内的冷孔径。成像光锥之外而冷屏之内的辐射可以被探测器探测到,这些辐射一般来自于系统内部结构。
  26. 冷光阑:红外系统杜瓦瓶内的冷孔径,同时也是系统的孔径光阑。它允许探测器只接受景物能量,而不接受系统内部的能量。
  27. 冷光阑效率:热红外系统中,探测器上成像光锥的立体角与杜瓦瓶组件内冷孔径(冷光阑)所张立体角的比。
  28. 准直光:来自特定目标的所有光线都平行的光。无限远的点源将产生准直光,这还意味着波前是平面。
  29. 慧差:镜头外围具有比镜头中心部分高或低的放大率的离轴像差。点目标的最终像看似小彗星。
  30. 轴上慧差:由元件倾斜、偏心或楔角引入而出现在视场中心的慧差。这种慧差通常遍布视场。
  31. 计算机辅助光学设计:使用镜头设计计算机程序优化镜头系统的性能然后评估其性能的过程。
  32. 凹面
  33. 共轭:另一个位置的像所处的位置
  34. 凸面
  35. 外观影响:透镜或反射镜内/上存在的看来不良但对性能影响不大或根本没有影响的缺陷。划痕和麻点经常按此方法分类,也指红外系统像的视频异常。
  36. 冕牌玻璃:两种注意玻璃类型之一,另一个是火石玻璃。冕牌玻璃比火石玻璃硬,并具有较低的折射率和较小的色散。
  37. 曲率:表面半径的倒数
  38. 景深:产生可接受像质的目标轴向位置的最大变化量。通常,它比瑞利判据松,并与光学系统和探测器有关,是摄影学的常用术语。
  39. 焦深:与正负1/4波长波前误差对应的焦点位置变化量。它对应于刚好满足瑞利判据并产生基本完善像的波前误差。焦深,其中是最终像锥形的半角。
  40. 杜瓦瓶:被冷却到低温并支撑红外探测器的真空瓶。
  41. 金刚石车削:利用带金刚石头的工具和空气轴承、空气导轨及数控直接加工光学表面的超精密车削过程。可以得到不低于十分之一微米精度的表面。几乎所以的有色金属和多种透红外材料都可以进行金刚石车削。
  42. 衍射:由于光即电磁辐射的波动性,光的波前通过不透明边缘后的光扩束。立讯的无遮拦光学系统对点目标成像时,这种扩束形成经典的艾里斑图案。
  43. 衍射光学元件:使用衍射来控制波前的全息元件、基诺元件和二元表面元件。经常有助于将色焦度引入系统以及消除单色光和复色光像差。
  44. 色散:玻璃或者其他折射材料的折射率随色光或波长变化而变化。
  45. 畸变:放大率随视场改变而变化的像差。通常,畸变随视场的立方变化,它是一种映像误差,不影响分辨率或像质。
  46. 入瞳:如果光轴没被透镜或反射镜改变方向,则主光线与光轴相交的沿镜头或反射镜系统光轴的位置。也是向系统前部观察时孔径光阑像的位置和尺寸。
  47. 面角积:光束面积和光束包括的立体角的乘积。它代表辐射守恒并在给定光学系统内保持不变。
  48. 出瞳:出射主光线似乎与光轴相交的沿镜头或反射镜系统光轴的位置。也是像系统后部观察时孔径光阑像的位置和尺寸。
  49. F/#:焦距与通光孔径直径之比。初级光学系统F/# = ,对于等晕系统F/# = ,其中是最终像锥形的半角。
  50. 场镜:位于或接近中间像面的透镜或透镜组,它将场镜入射放的物镜成像到场镜出射放的物镜入瞳内,以使渐晕最小化并增加光通量。
  51. 火石玻璃:火石玻璃比冕牌玻璃软,但有较高的折射率和较大的色散。
    52:焦距:反向延长的轴上成像锥形光束与延长的平行入射光束相交形成一个平面,从像到该平面的沿光轴距离就是焦距。
  52. 焦平面阵列(FPA):分离探测器单元的一维或二维矩阵,一般用于成像系统的焦点处。
  53. 条纹:两束光相干形成的干涉图上的亮暗带。从具有一个波长不规则度的表面反射后,可以看到两个条纹。通过不规则度为一个波长的材料后,将看到(n-1)个条纹,即对于折射率n=1.5的玻璃来说看到0.5个条纹,波前误差一个条纹的系统误差就是一个波长的光程差。
  54. 高斯光束:横截面内强度轮廓符合高斯轮廓的光束。激光器通常发射高斯光束。
  55. 鬼像:红外系统中一种现象,即与实际在用工作面邻近的多面体反射镜面所成像到探测器上。
    57.干涉仪:使测试波前和参考波前发生干涉的仪器。参考波前和测试波前间的差别将显示为亮暗条纹,通常使用摄像机、CCD或其他传感器来拍摄或观察条纹。
  56. 基诺:使衍射指向所需级次的锯齿型衍射表面的轮廓。
  57. 横向色差:放大率随色光改变而改变的色差。有时也叫彩色条纹。
  58. 左手系像:经反射镜奇数次反射后,像是颠倒的,即使绕像的传播方向旋转像,像也不会与入射目标方向相同。
  59. 横向放大率:像高与物高之比,也等于像距与物距之比,或等于像方F数与物方F数之比。
  60. 轴向放大率:沿光轴的像移动与对应的沿光轴物移动之比。轴向放大率是横向放大率的平方。
  61. 调制解调函数(MTF):正弦目标的像的调制度与目标的调制度之比,它是空间频率的函数。MTF受衍射和几何像差的影响,对于理想系统,最大可分辨频率是,以lp/mm为单位,这是MTF接近零的位置。
  62. 冷反射:红外系统中探测器“看到”自身反射的现象。如果这种反射辐射在扫描过程中或在视场内变化或调制,则轴外有较少的冷辐射被反射回探测器,因此显示器上出现暗中心区或“舷窗”
  63. 物镜:接受目标光并成像的主透镜组,物镜通常由多个元件组成以使像差最小化。
  64. 光程差(OPD):参考波前与实际波前之间的差。如果OPD是1/4波长,则系统刚好满足瑞利判据,基本是衍射极限。
  65. 近轴区:光线与光轴的夹角很小,因此角度的正弦和正切用它们的弧度值来表示的近似有效区域。这使计算简单而快速,并提供在不考虑像差时确定像位置的简便方法。
  66. 部分色散:两个波长的折射率之间的差别。主色散是(),其中F=486.13nm,C=653.27nm
  67. 对样板的光焦度匹配:把在加工表面与已知半径(样板)的表面紧贴在一起时,光学技师所看到的光焦度条纹数。每个条纹表示两个表面间矢高即差值为半个波长。
  68. 主面:光学系统中入射平行光与指向像的光相交的位置(延长每个光线直至它们相交)。
  69. 瑞利判据:由劳-瑞利提出的经验法则。如果通向选定焦点的最长和最短路径直接的光程差小于或等于14波长,则像几乎是理想的。如果系统满足瑞利判据,则光程差近似为1/4波长或者更小,像基本是完善的。
  70. 折射率:真空中的辐射速度与物质中的辐射速度之比。折射率越高,光在空气-物质表面处弯曲或者被折射的程度就越厉害。入射到表面上的辐射遵循菲涅尔定律。
  71. 中继透镜:以某一放大率将无限远目标传递到远处透镜或透镜组。
    74.矢高:从弦度量的弯曲高度,经常被用于说明非球面。
  72. 扫描噪声:扫描红外系统的一种效应。经过制冷的探测器在其视场内即扫描过程的某个位置探测到多个其他位置的系统内部辐射能量,因此在系统显示器上产生不良外观影响。
  73. 二级光谱:在初级色差得到校正的系统中,蓝光和红光聚焦在同一点,二级光谱或二级色差是绿光焦点和红蓝光焦点之间的距离。
  74. 球差:来自镜头外围的光线的焦点与靠近光轴的交点离镜头近或者远的轴向像差。球差一般与孔径的立方成比例。
  75. 色球差:球差随波长的变化。
  76. 共点像:几何意义上的理想像。
  77. 斯特列尔比:有像差点像衍射图案的峰值强度与同一无像差点像衍射图案的峰值强度之比。
  78. 渐晕:远离孔径光阑的元件对轴外光束的修剪即截断。在可见光系统中,经常有意引入渐晕,因为在产生较好像的同时,可以把元件做的更小更轻。一般情况下,可见光系统可以容忍30%甚至50%的渐晕,但扫描红外系统通常不能容忍渐晕。

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