反射光学系 ・ 実光線追跡




○ 放物線の微分方程式 etc 

反射光学系の実光線追跡の場合、原点(0.0)より、x マイナス側の座標を使うと良好です。

ニュートン反射系等の放物線は、y^2 = -ax で示されます。微分方程式は、-0.5a/y


実光線追跡 (口径 100mm/f 800  F 8  純 ニュートン 光学系) 


  




平行光線
r1 = 2f = 1600mm (e=1

方程式      y^2 = -4fx = -3200x
微分方程式   -0.5a/y = -1600/y
像高 y 50mm  x 座標 = 50^2/-3200 = -0.78 mm (曲率の深さ)


像高 y 50mm の反射光線、x 軸の交点計算〜

-1600/50 = -32

atan -32 = -88.21009
tan -(90-((90-88.21009)x2)) =  -15.98438 (反射光線の傾き)
50x -15.98438 = -799.22

-799.22-0.78 = -800.00 mm  ※ 球面収差 0.00 mm




(球面鏡・実光線追跡)
 (e=0

方程式    ( x -1600)^2 + y^2 = r^2
微分方程式 -x/y
r-((r^2-y^2)^0.5 = -0.78mm (曲率の深さ)


像高 y 50mm の反射光線、x 軸の交点計算〜

-(1600-0.78)/50 = -31.9844

atan-31.9844 = 88.20919
tan -(90-((90-88.20919)x2)) =  -15.97434 (反射光線の傾き)
50x -15.97434 = -798.82

-798.82-0.78 = -799.60 mm  ※ 球面収差 0.40mm





(備考) 放物面、球面の差異

像高 y 50mm x 座標 

放物面 = -0.78125 mm
球面   = -0.78144 mm

差異 0.00019 mm ( 0.19μ ≒ 3/8 λ)




(口径 100mm 自作反射鏡)









○ 双曲線の微分方程式 etc 

リッチー・クレチアン 反射系等の光線追跡の場合、主鏡・副鏡 共に 双曲線
e-1< の微分方程式が
必要です。





続く・・





対物レンズ・実光線追跡 




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