IV
Chapter
4
Paraxial
叭
T
orld
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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33
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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33
4.2 Paraxial Ray Trace Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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33
4.3 Gaussian Lens Formula. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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34
4.4 What Lenses Look Like in the PRTE World. . . . . . . . . . . . . . . .
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35
4.5 Determination
of
Surface Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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36
4.6 Other Important Power Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
37
4.6.1 Single Reflecting Surface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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37
4.6.2 Two-Element System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
37
4.6.3 Thin Lens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
39
4.7 Principal Plane Locations in a Two-Element System. . . . . . . . .
..
40
4.8
岛
fagnification
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
41
4.9 Homework. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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42
Chapter
5 Stops
and
Pupils
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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43
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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43
5.2 Stop and Pupils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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43
5.3 Marginal and Chief Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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46
5.4 Locating Buried Stop Entrance and Exit Pupils Using PRTE. . .
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46
5.5 Pupil Size and
F-Number
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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47
5.6 The Lagrange Invariant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
48
5.7 Homework. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
49
Chapter
6 Glass,
and
the
Landscape
Lens
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
51
6.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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51
6.2 Glass Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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51
6.2.1 Refractive Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
51
6.2.2 Dispersion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
51
6.2.3 How Can We Quantify the Dispersive Property
of
Glasses? 52
6.2.4 Glass Chart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
54
6.2.5 Melt Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
55
6.2.6 Partial Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
55
6.2.7 Practical Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
58
6.3 Stop Shifting and Aberration Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
58
6.4 Wollaston Rear Landscape
Lens.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
61
6.5 Historical Note: William Wollaston . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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62
6.6 Homework. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
62
Chapter
7
Aberrations
in
Genera
l.
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
••
65
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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65
7.2 Diagnostic Plots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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65
7.2.1 The Ray Fan Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
65
7.2.2 The Spot Diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
67
7.3 Ray Description
of
Aberrations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
68
7.3.1 Defocus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
68
7.3.2 Spherical Aberration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
68
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