大学物理：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章（3-8）光通过光学系统时的能量损失

第八节 光通过光学系统时的能量损失

第八节 光通过光学系统时的能量损失

、反射损失 由光的由电磁理论可以导出:反射光通量与入射光通 量之比的反射系数。 1 sin(i-i) tg(i-i') + 2Lsn2(i+)(g2(t+) Z入射角、折射角 当光线垂直入射,或以很小入射角入射时 Sn(i-l)≈i- 又考虑折射定律ni=ni n-n)说明:反射损失与n,喃关,|n-n ntn 越大,P越大,反射损失愈大

一、反射损失 由光的由电磁理论可以导出：反射光通量与入射光通 量之比的反射系数。       + − + + − = ( ') ( ') sin ( ') sin ( ') 2 1 2 2 2 2 t g i i t g i i i i i i  i,i' 入射角、折射角 当光线垂直入射，或以很小入射角入射时 sin( i − i')  i − i' 又考虑折射定律 ni = n'i' 2 ' '       + −  = n n n n  说明：反射损失与 有关， 越大， 越大，反射损失愈大。 n,n' | n'−n | 

如:用加拿大树胶胶合的冕牌和火面玻璃胶合面,由于两块玻 璃和加拿大树胶的折射率相差极微,P≈0反射损失可以忽略。 个光学系统,入射光通量为φ,折射光通量为φ,反射光 通量Φ 能量守恒d1=Φ1+1 ① ①1=Φ1(1-P1) 若不考虑介质吸收损失,则从第一表面折射出的光通量, 便是第二表面的入射光通量即 Φ2=④2(1-P2)=Φ1(1-1(1-P2) 对有K个折射面①k=④1(1-n1)(1-p2)(1-3)…(1-pk) 即为计算反射损失的公式

如：用加拿大树胶胶合的冕牌和火面玻璃胶合面，由于两块玻 璃和加拿大树胶的折射率相差极微,   0 反射损失可以忽略。 一个光学系统，入射光通量为φ，折射光通量为φ，反射光 通量φ’ 能量守恒 '' 1 ' 1 = 1 +  1 1 ' '    = (1 ) 1 1 ' 1 =  −  若不考虑介质吸收损失，则从第一表面折射出的光通量， 便是第二表面的入射光通量即 2 ' 1 =  (1 ) (1 )(1 ) 2 2 1 1 2 ' 2 =  −  =  −  −  对有K个折射面 (1 )(1 )(1 ) (1 ) 1 1 2 3 ' k =  −  −  −   − k 即为计算反射损失的公式

二、吸收损失 光在介质传播时,介质要只收其中一部分能量 c=- -kdl k」0dl ① hnΦ2-hnΦ;1=-kl=lne nΦ2=hne+hΦ1Φ2=Φbe k P∴Φ2=1p 当l=1时 P=①2/Φ p就代表光束通过单位长度的介质时,出射和入射光通 量之比,称为介质透过率

二、吸收损失 光在介质传播时，介质要只收其中一部分能量 d = −kdl kdl d = −   k dl d l 0 2 ' 1 = −       kl k l e − ln  − ln  = − = ln ' 2 1 ' 2 1 ln  = ln + ln  −kl e kl e −  =  ' 2 1 l p ' 2 = 1 当 l =1 时 ' 2 1 p =  / e p k = − 令 ∴p 就代表光束通过单位长度的介质时，出射和入射光通 量之比，称为介质透过率

、光学系统总透过率 如果同时考虑到光能的反射和吸收损失 则有 ①2(1-P2) 2 (1-P1) 2=(1-n11-p2)p4 同理当系统有K个折射表面时 k=d1(1-P1)(1-P2)…(1-pk)p1p2…p or T=k (1-p)(1-2)…(1-p)n3…p

三、光学系统总透过率 如果同时考虑到光能的反射和吸收损失 则有         =  −  =   =  − (1 ) (1 ) 1 1 ' 1 1 ' 2 1 2 2 ' 2 1   l p 1 (1 )(1 ) 1 1 2 ' 2 l  =  −  −  p 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 1 ' 1 1 2 1 2 1 ' (1 )(1 ) (1 ) (1 )(1 ) (1 ) − − − − = − − −   =  =  − − − k k l k l l k k l k l l k k or p p p p p p            同理当系统有K个折射表面时