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最新国家计划实施细则说明--厦门课件PPT.ppt 41页

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  • 2022-04-29 14:24:49 发布

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'国家计划实施细则说明--厦门 △任何实际光学系统都不可能完全透明，从系统射出的光通量Φ`永远比进入系统的光通量Φ要少，即系统的透过率τ永远小于1。为了求出光学系统成像的实际光亮度和光照度，必须求出τ的数值。一、光学系统中光能损失概述 下面首先分析一下光学系统的光能损失和由它造成的影响。 二、反射损失计算反射系数：介质分界面上反射光通量和入射光通量之比，称为反射系数ρ。1、折射透镜介质界面反射损失假定入射光通量为Φ，折射光通量为Φ`，反射光通量为Φ``，根据能量守恒定律有：
根据反射系数定义有：将该式代入对光学折射透镜的第一表面来说，有如下的关系式：二、反射损失计算
此时不考虑吸收损失，则从第一表面折射的光通量Φ1`，便是第二表面入射光通量Φ2，即：因此对第二表面应用与第一个表面相同的分析方法有：二、反射损失计算
这样将二个折射面的反射光能损失合起来，从透镜最终出射的光通量为：如果光学系统有K个折射面，则从最后一个折射面出射的光通量为： 由此得到只存在折射光学元件，只考虑折射面的反射损失时的光学系统的透过率为： 二、反射损失计算2、反射镜的光能损失对于光学系统中有反射镜时，此时反射的光能不是损失的光能，而是进入光学系统的有效能量。假定入射光通量为Φ，则进入光学系统的有效光通量即反射光通量：ρ×Φ 二、反射损失计算如果在光学系统中有m个反射镜（反射系数相同），则进入光学系统的有效光通量为：如果在光学系统中有m个反射镜，则对只有m个反射光学元件时的光学系统透过率为： 二、反射损失计算这样光学系统中由折射面造成的反射损失和反射镜的光能损失综合考虑，可以得到光学系统透过率为： 三、光能的吸收损失计算光通量和通过的介质的厚度有关，随厚度增加而减少。如图所示，我们在介质中取出一个无限小的簿层dl,当光通量为Φ的光通过厚度为dl的簿层时，光通量变化了dΦ,显然该变化为负的。则有下式ΦΦ1`Φ+dΦΦ2l 三、光能的吸收损失计算将上式变为：仍以单折射透镜为例，透镜厚度为l，对上式两边分别积分，得：结果为： 三、光能的吸收损失计算整理得：令：如果透镜材料的厚度l=1,则：则： 三、光能的吸收损失计算P——代表单位长度的介质出射光通量与入射光通量的比值，称为介质的透明系数。 四、同时考虑反射和吸收损失时的计算仍以单折射透镜为例。如果同时考虑反射损失和吸收，则从第二表面出射的光通量为：该透镜的透过率为： 四、同时考虑反射和吸收损失时的计算如果一个光学系统中有m个折射面、s种介质，n个反射元件，则该光学系统的透过率： 不同的介质材料对光的反射率有不同的影响。下图是不同折射率的介质的反射率。五、介质折射率及光线入射角对反射率的影响 五、介质折射率及光线入射角对反射率的影响同样在不同的入射光线入射时，同一材料的光学元件的反射率也不同。下图是不同入射角时某材料光学元件的反射率。 反射镜一般是在玻璃材料的表面镀反射膜，以实现光反射的目的。对于具有金属镀层的反射镜,所产生光能损失是由于一部分被反射层吸收和散射。光能损失的大小随所镀物质的种类和工艺方法而不同。不同反射膜层的反射系数和机械物理性能可以在《光学仪器设计手册》中查到。目前最常用的真空镀铝后氧化加固或化学镀银后镀铜，再加保护漆。六、两种典型反射镀层的反射镜 镀铝反射镜用于光学零件外表面反射，镀银反射镜用于光学零件内表面反射。镀铝的平均反射系数为0.85，镀银的平均反射系数为0.9。光学玻璃的透明系数P通常取平均值0.99。冕牌玻璃、火石玻璃与空气接触的折射面的反射系数分别为0.95,0.96。将这些数据代入透过率公式，得到计算光学系统透过系数τ的公式如下：六、两种典型反射镀层的反射镜 N1——镀铝面数；N2——镀银面数；N3——冕牌玻璃和空气接触面数；N4——火石牌玻璃和空气接触面数；l——沿光轴计算的玻璃总厚度(以厘米为单位)。 七、例题以第五章中的周视望远镜光学系统为例，研究光学系统的光能损失,如图所示。 由表中看到，镀银面1个，冕牌玻璃与空气接触表面13个，火石玻璃与空气接触表面3个，光学系统中介质总厚度为13.17cm。将以上数据代入反射系数公式得： 由计算结果可见，复杂的光学系统中光能损失是十分严重的，而造成光能损失的主要原因则是反射损失。为了减少光学零件表面的反射损失，可以在光学零件表面镀增透膜。不同的增透膜的反射系数同样可以在《光学仪器设计手册》中查得。最常用的化学镀双层增透膜使反射损失降到0.01，目前，镀多层增透膜可以使反射系数降低到0.5％。如果所有透镜表面的反射损失系数都按0.01计算，则前例的透过率计算公式为： 作业：第六章习题，第4题。 10.5集成寄存器重点：集成寄存器功能及应用寄存器：用来暂时存放二进制数码的逻辑部件寄存器按功能分：数码寄存器移位寄存器 一.数码寄存器数码寄存器功能：接收数码、保存、清除数码等CP作为接收数码控制端，D0～D3作为数据输入端，Q0～Q3作为数据输出端。工作过程不需预先清零。有寄存指令时CP端加正脉冲，各触发器输出状态就和输入信号D3～D0一致。 集成寄存器74LS175（174）单拍工作方式：不需要预先清零，工作速度较快。 74LS373组成跨接数据总线用于数据存储与分时传送：平时，各寄存器关闭状态(EN非=1，LE=0)。当需要传送数据时，例如将RTA中数据传送到RTC中去，可先使RTA中A=0，让RTA中锁存的数据出现在其输出端，即传送到数据总线，再使RTC中C=0，LEC=1，让数据总线上的数据进入RTC中。应用举例： *二.移位寄存器功能：寄存数据；在时钟信号控制下，使寄存器中的数据左移或右移。右移：寄存器中数据由低位向高位移；左移：寄存器中数据由高位向低位移 1.单向移位寄存器 2．双向移位寄存器对上述寄存器增加一些控制信号，让移位寄存器中的数据既可右移，又可左移。就是双向移位寄存器(以74LS194为例) 3.移位寄存器的应用(1)将数据由串行传送转换为并行传送；将数据由并行传送转换为串行传送(2)构成移位型计数器'

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