球面透镜的光学特性十篇
时间：2023-11-27 17:55:43
导语：如何才能写好一篇球面透镜的光学特性，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
球面透镜的光学特性篇1
关键词：光学玻璃；非球面透镜；精密模压
中图分类号：F062.4 文献标识码：B 文章编号：1008-4428（2012）02-111 -03
一、前言
玻璃精密模压制造技术特别适用于批量生产各种具有特殊结构的高精度中小口径透镜，尤其是那些用传统加工手段难以实现的光学玻璃元件，如小口径薄型透镜、高次非球面镜片、微透镜阵列、衍射光学元件和自由曲面光学元件等由于精密模压技术能够大批量直接模压成型精密的非球面或自由曲面光学零件，使得非球面玻璃光学零件被广泛使用成为可能。因而给光学系统设计带来了新的变化和发展，不仅简化光学系统结构、缩小体积、减轻重量、节省材料、减少了光学零件镀膜和工件装配的工作量从而降低成本，而且还改善了光学系统的性能，提高了光学成像的质量。这项技术的普及推广应用是光学行业在光学玻璃零件加工方面的重大革命。
二、精密模压制造技术的工艺特点以及与传统工艺的比较
作为成本相对较高的精密模压技术，其最大的优势在于批量制造非球面透镜。非球面透镜的主要应用有光纤耦合，DVD读取头，手机镜头，数码相机镜头等。在很多情况下，光学设计采用非球面，能够得到球面光学零件难以达到的光学性能，如提高系统的相对孔径，增大视场角，改进像质，改善光照度均匀性，缩短工作距离，减少镜片数量等，从而简化光学系统结构，减轻重量。因此，非球面常常应用于大视场，大孔径，像差要求高，结构要求简单的光学系统中。非球面光学零件因其优良的光学性能而日益成为一类非常重要的光学元件。
非球面零件可分为回转对称非球面，非回转对称非球面，无对称中心非球面，阵列表面四类。其中最常用的回转对称非球面。它是一条二次曲线或高次曲线，绕曲线自己的对称轴旋转所形成的回转曲面。
设一条直线z为回转轴，z轴也是光轴，非球面上任意一点到光轴的距离为r，非球面定点在z=0处，则回转对称非球面方程为：
式中，第一项是这个非球面的基面，它表达了一个二次去面；后面各项是这个非球面的高此项，它是偏离二次去面的表面特征，既非球面是在二次去面的基础上作一些微小的表面变形，可以达到校正相差的目的，由于一个非球面可以有多个量可以选择，和球面仅有一个c两选择相比，非球面有很好的作用，可以有一个非球面产生几个球面结构的作用。
玻璃精密模压制造技术大体上可以分为3个部分：精密模具设计与制造、热压成形工艺和模压玻璃。其中模压玻璃包括预型片设计与制造以及模压后玻璃光学性能的变化两部分。模压透镜的光学精度与这3个部分紧密相关。不同于材料去除型加工方式，精密模压制造技术首先在无氧环境中将置于高精度模具内的玻璃预型片加热到适合模压的温度，经由模芯表面施压转移面形，继而保压退火去除压力分模，最终只需一道工序即可得到模压透镜，工艺流程简单，生产效率高。由于在制造过程中，不需要对镜片进行装夹固定以及局部接触施加压力铣磨抛光，因此不会产生传统加工方法中难以避免的薄型镜片因机械应力而变形的问题。只要模压条件正确设置，工艺稳定，模压镜片的面形和结构将具有良好的精度和一致性。
采用玻璃精密模压方法进行透镜加工，与传统的加工工艺相比具有如下优点（见图2.1, 图2.2） ：
（1）一般只需一道模压工序即可得到最终的光学元件，不需要传统的粗磨、精磨、抛光等工序，即可使光学元件达到较高的尺寸精度、面形精度和表面光洁度。
（2）能够节省大量的生产设备、工装辅料、厂房面积和熟练的技术工人，使一个小型车间就可具备很高的生产力。
（3）可很容易经济的实现精密非球面光学零件的批量生产。
（4）只要精确地控制模压成型过程中的温度和压力等工艺参数，就能保证模压成型光学零件的尺寸精度和重复精度。
（5）可以模压小型非球面透镜阵列。
（6）光学零件和安装基准件可以制成一个整体，结构更加紧凑。
（7）因为不使用研磨液和抛光粉等颗粒材料，且玻璃预制片不会产生加工去除废料，是一种环保技术。
目前批量生产的模压成型非球面光学零件的直径为2～35mm，直径公差为±0.01mm ；厚度为0.4～25mm，厚度公差为±0.01mm；曲率半径可达5mm；面形精度为1.5λ，表面粗糙度符合美国军标为60/40。
三、精密型料成形技术与模压技术介绍
玻璃光学零件模压成型技术是一项综合技术，需要设计专用的模压机器，采用高质量的模具和选用合理的工艺参数。成型的方法，玻璃的种类和型料，模具材料与模具制作，都是玻璃模压成型中的关键技术。
精密型料成形技术早已成熟，各光学玻璃厂已用于批量制造。Matsushita电器公司和Sumita光学玻璃公司1994年的专利叙述了一种制造精密型料的方法 。基本原理示于图3.1。玻璃配合料在铂坩埚1中熔化、澄清、均化后从流料管9流Ltl。流料管温度由加热器8控制。模具10置于轨道12上，由传动机构带动在各工序之间移动。加热器11用于模具10的加热。流料管流出的玻璃置于模具10上，达到设定的质量时，模具10快速下降，玻璃料滴与流料管分离，形成类似于火焰抛光的自由表面，表面张力保持玻璃表面光洁。玻璃冷却到一定温度后，由加压机构2、模具6加压成所需的尺寸。设计不同形状的模具以得到不同规格的型料。加压后的玻璃由取出机构3、5取出。整套装置密闭，可通AtB氧化性保护气体以保护模具表面。
成型方法：由于热压成形工艺特别是退火速率对玻璃材料的折射率和色散系数有较大影响，因此，对玻璃光学性能有较高要求的模压透镜．需要在设计之前初步确定热压成形工艺．通过预估或试验来获得玻璃折射率和色散系数的变化量，优化光学设计，从而保证模压后透镜材料特性的实际值满足设计公差要求。然后根据最终的透镜设计完成精密模具和玻璃预型片的设计与制作。
玻璃之所以能够精密模压成型，主要是因为使用了与高温软化的玻璃不发生粘连的模具材料。原来的玻璃透镜模压成型法，是将熔融状态的光学玻璃液倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具上，而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹（皱纹），不易获得理想的形状和面形精度。后来，采用特殊材料精密加工成的压型模具，在无氧气氛中，将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近，利用模具对玻璃施压（见图3.2）。接下来，在保持压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至玻璃的转化点以下（玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107.6泊，玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013.4泊）。这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，是一种比较容易将模具形状表面精密复制的方法。这种方法缺点是：加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。为了解决这个问题，于是对此方法进行了卓有成效的改进，即在一个模具装置中使用数个模具，以提高生产效率（见图3.3）。然而非球面模具的造价很高，采用多个模具势必造成成本过高。针对这种情况，进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法，借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。另外，还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。
现在最有代表性的模具材料是：以超硬合金做基体，表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜；以碳化硅和超硬合金做基体，表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜；以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。模具材料需要具备如下特征：（1）表面无疵病，能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面；（2）在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能，而且结构等不发生变化，表面质量稳定，面形精度和光洁度保持不变；（3）不与玻璃起反应、发生粘连现象，脱模性能好；（4）在高温条件下具有很高的硬度和强度等。
四、光学非球面透镜应用
目前光学玻璃透镜模压成型技术,已经用来批量生产精密的非球面透镜。归纳起来，使用非球面透镜可以取得的效果， 大体上有以下几个方面：第一可以提高成像质量等光学性能；第二可以实现大口径等高规格镜头；第三可以减少构成镜头的镜片数；第四可以减少镜头全长，利于镜头的小型化。
其应用主要用于制造军用和民用光学仪器中使用的球面和非球面光学零件，如各透镜、棱镜、以及滤光片等；在光通信方面如光纤耦合器中的应用；在光盘机、光纤耦合装置以及条形码扫描器 等一些产业规模很大的光电仪器中的应用；制造照相机取景器非球面透镜、电影放映机和照相机镜头的非球面透镜等。
五、结论
非球面玻璃透镜模压在日本，韩国及台湾地区经过多年的探索，目前已经用于大规模批量生产。目前我国在玻璃透镜模压的开发处于起步阶段，虽然在低熔点玻璃的开发通过与日本玻璃生产厂商的合作近几年发展很快，不断有新的牌号填充空白领域，但在非球面透镜精密模压大规模生产方面与国外差距较大，压型设备及模具还受制于进口。国内少数几家公司已经开始探索批量生产模压非球面透镜，但由于模具需要整套进口，所以成本较高， 而且生产的透镜良率较低。鉴于这项技术本身具有很高的经济和军事价值，因此我国深入开展此方面的研究具有十分重要的现实意义。
参考文献：
[1]Yi A Y.Jain A Compression molding of aspherical glass lenses― a combined expefimentfl and numerical analysis[J].Journal of the American Ceramic Society，2005，88(3)：579―586．
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[3] R.Jaschek, C. Klein, C. Schenk, K. Schneider, J. Freund, S. Ritter, “Development of a new process for manufacturing precision gobs out of new developed low Tg optical glasses for precise pressing of aspherical lenses”, Proc. SPIE Vol. TD03, pp. 50-52, 2005.
[4] KatsukiI M.Transferability of glass lens molding [C].SPIE，2006，6149：61490M ．
球面透镜的光学特性篇2
关键词： 透镜像差 图示分析 消除方法
各种透镜的成像都或多或少地存在像差。这是由于制造镜头的材料的缺陷，制造工艺，以及光线本身某些特性，使透镜上存在不同程度的像差现象。因此，在一些高级的相机镜头对像差问题做了最大限度的消除，但仍然不能做到完全消除各种像差。透镜的像差主要有色像差、球面像差、横向色差、慧形像差、畸变、像散和像场弯曲等七种。
1.色像差
产生色像差的原因是透镜对不同的波长的色光具有不同的折射率，当白光透过透镜后就会发生色散，不同的颜色焦点距离透镜的远近不同，便在成像面上形成色像差。紫蓝色焦点在前面，黄色焦点在中间，红色焦点在后，如下图。色像差的特点是白光点经透镜成像后不能会聚成一个白光点，而形成一个彩色的光环。
消除方法：使用具有不同折射率和色散率凸凹透镜相互配合，可不同程度地消除或减少色像差。
2.球面像差
产生这种像差的原因是透镜的球面折射使具有一定商度的平行沉鱼落雁束不能在一点上聚焦所致。而球面像差的种类也很多，分类方法不一，在度量上可分为横向球面差和纵球面差两种；在形式上可分为正球面像差和负球面像差两种。
球面像差的消除方法主要有两种：一是采用多片透镜组合，使各透镜正、负球面像差相互抵消，相机中的多数摄影镜头采用这种方法，但其校正球面像差的缺陷并不十分彻底；二是采用非球面透镜和曲镜，这种透镜可改变透镜两球面的曲率半径（又称配曲调正）以减小单透镜的球差，也可用渐变折射率的材料制作透镜，以消除球差。
3.横向色差
横向色像差是色像差的一种。由于光学玻璃对各种不同波长色光具有不同的折射率，色差的大小也以镜头对各种色光焦距不同而异，当白光点斜射穿过透镜，形成的影像一面有红色环边，而另一面有比红色要宽的深蓝色环边。其特点是离主光轴越远越明显。
横向色差将具有不同折射率和色散率的透镜相配合才能得到很好的校正，例如采用荧石镜片的镜头就能很好地消除横向色像差。
4.彗形像差
产生彗形像差的原因是球面透镜各光区成像的放大率不一致，各光区的焦点不同。在边区一带光线形成亮度较低，虚散的大环形，主光轴一带光线形成高亮度清晰的小环形。重叠后呈现梨状圆形。彗形像差的种类有多种，根据彗形亮端朝向来分，可分为外向彗形像差和内向彗形像差两种；根据产生方式来分，可分为初级彗形像差和高级彗形像差两种。
如果镜片是用作相机的镜头，存在彗形像差的摄影镜头，将严重影响像的清晰度。校正彗形像差的办法主要有以下两种：一是在设计制造镜头时，可用不同曲率透镜的组合加以校正；二是对校正不良，尚存彗形像差的镜头，可采用缩小光圈的办法减少彗形像差的影响。
5.畸变
是指因为影像各部分相对比例关系与被摄体实际比例关系不一致而出现的一种变形现象。例如使用这种透镜作相机镜头拍摄有横直线条的方形物体，其结果是影像的直线部分变成向内定或向外弯曲的线。向内弯曲的为桶形畸变，向外弯曲的为枕形畸变。
产生畸变的主要原因是由于光学系统对共轭面不同高度的物体有不同的垂轴放大率所引起的。新月形、平凸形单透镜更容易出现影像畸变，当凹面或平面向外，光圈在前时，所会聚影像呈凸出状，愈接近边缘，弯曲现象就愈明显，这种现象为桶形畸变；当凸面向外，光圈在后，所结成的影像呈凹状，纵横线都向内弯曲，这种现象为枕形畸变。有些应用领域的镜头是不允许有畸变的，如测绘和航空测量用的摄影镜头。摄影镜头的畸变只有改善镜头的结构才能得以消除。
6.像散
像散是单色性像差的一种。它产生的原因是：与主光轴垂直的平面，其影像位于两个不同的表面上，一个表面上仅有水平线条，而另一具表面上则只有垂直子午线条，当这两个表面不能相重合时，便宜产生了像散。有像散的透阄或透镜组，对同一垂直面内垂直线条和水平线条不能同时准确成像。在透镜主光轴以外的点状物体，其影像在任何处均不是一个点，而是随着聚焦屏位置的变化而改变，人弧矢直线变为切向直线。
对于透镜像散的校正通常采用折射率较高、色散率较低的光学玻璃制造透镜，并配制各种曲率的表面互相抵消。
7.像场弯曲
透镜对平面物体能够结成的双重影像，主像面为横切线焦面，副像面为辐射线焦面。如果两个像面不相重合就会发生像散现象；当两个像面重合而形成一曲面、即为像场弯曲。像场变曲与像散同时产生，校正像散之后同，像场弯曲仍可单独存在。因此在设计和制造透镜时，采用两组适当折射击率的透镜组配合，如果是应用在相机上，即在距离较长的中间安放光圈，就可以校正透镜的像场弯曲。
参考文献：
球面透镜的光学特性篇3
关键词 聚光集热；模块化；等厚菲涅尔透镜；腔式集热器
中图分类号 TK519 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0296-03
太阳能具有普遍广泛、清洁无害等优点，且开发利用方式多样，而将太阳能转换成热能加以利用是其中能量利用率较高和应用较为广泛的方式[ 1 ]。在光―热转换过程中，聚光集热系统作为核心部件，故对其的优化设计尤为重要。
众多国内外学者对应用于不同场合的聚光集热系统进行了大量设计。K. Lovegrove，G. Burgess等[ 2 ]设计并建立了一个500m2的碟式聚光集热装置，由380块完全相同的1.17m×1.17m的球面镜拼装而成，聚光倍数为2 000倍以上。熊亚选、吴玉庭等[3]为10kW分布式太阳能热―电联供系统设计制造了大型的槽式太阳能聚光集热器，其光热转换效率超过60%。Tao Tao，Zheng Hongfei等设计的槽式太阳能聚光集热器采用多曲面聚焦，让经过上曲面未聚焦的光线转移到下曲面进行二次聚焦，使太阳能接收器受上下两面的聚焦加热，提高了接收器的效率。J. Llorente，J. Ballestr？′n等设计了一种新型太阳能菲涅尔反射聚光集热装置，该装置由864块15cm×12cm的镜面在9个环上镶嵌而成，当所有镜面均聚焦到同一点时，良好天气条件下吸热处的温度为1 500K。
本文提出一种模块化设计的聚光集热系统，以聚光器和集热器为设计对象，既可以充分利用普通菲涅尔透镜大聚光比的特点，又能得到低成本、高效率的聚光集热系统。
1 聚光集热模块描述
本文设计的聚光集热模块主要有3部分组成：菲涅尔透镜、腔式集热器和工质输送管。其结构如图1所示。
经菲涅尔透镜聚焦的光线进入腔式集热器内部后，通过在涂有吸收涂层的腔体内壁上多次反射吸收，由工质输送管内流动的冷工质将腔体内的热量带走，实现光―热转换。
2 聚光集热系统设计
2.1 等厚菲涅尔聚光器设计
本文所采用的等厚菲涅尔透镜中心为球面透镜，记作第1环，从中心向外依次为2，3，4，……，n环。由几何光学知识推导、整理后，可得平行光经中心球面透镜折射后在菲涅尔透镜焦平面上形成的焦斑半径为
式中：f为菲涅尔透镜的焦距，N为透镜材料的折射率，1r为中心球面透镜的半径，h为中心球面透镜高度。
如图2所示为太阳光垂直入射到透镜的平面一侧时的光路图。
目前高倍聚光菲涅尔透镜设计时焦径比一般设定为1.2。现将等厚菲涅尔透镜的参数确定如下：大小为520mm×520mm，焦距为f=620mm，厚度为2.5mm（其中棱镜高度为h=0.5mm），聚光倍数为1000倍以上，聚光效率不低于85%，光斑在直径Φ25mm的范围以内，折射率为N=1.411 1。根据式（2），利用MATLAB软件编程计算，结果显示该菲涅尔透镜共有421环。
2.2 腔式集热器设计
腔式集热器由3部分组成：双曲线、半圆和半椭圆。曲线方程如下：
双曲线1：
将上述方程得到的曲线集合在一起并封口，可得到腔式集热器的几何结构，利用SolidWorks进行方程式驱动建模，得到集热器模型，其中集热器整体高为220mm，壁厚为2mm，如图3所示。
2.3 聚光集热模块设计
如图4所示，聚光集热模块主要由等厚菲涅尔透镜、腔式集热器、热交换管和连接管等组成。
结果显示，腔体内壁面对入射光辐射吸收的分布情况为：椭圆腔体部分占88%，圆和双曲线腔体部分总共占6.9%，其他损失占5.1%，其中绝大部分损失是由于“颈部”光强较大导致的辐射热损失。总的来说，集热器的热效率在85%以上且光学性能和热性能良好。
图6所示为工质在输送管内的模拟流速分布图。从模拟结果可以看出，传热工质在腔式集热器椭球下部附近流速较快，可快速将腔式集热器椭圆部分“蜗居”的热量带走，防止集热器局部高温造成热损失。
4 结论
本文设计了一种新型的模块化太阳能聚光集热系统，其核心部件是等厚菲涅尔透镜和腔式集热器。经模拟仿真，在理想情况下，聚光器聚光比大于2 000且光学效率达到91.298%；腔式集热器热效率在85%以上且热性能良好；同时，输送管内传热工质热传递效果良好，既可将集热器椭球部分的聚集热量快速带走，又能充分保证其他部分与工质的热传递接触时长。
参考文献
[1]陈德明，徐刚.太阳能热利用技术概况[J].物理，2007，36（11）：840-846.
球面透镜的光学特性篇4
一、乌伦堡天文台
十六世纪，尼古拉・哥白尼提出了“日心说”挑战托勒密的“地心说”，正当他们争执不下的时候，丹麦天文学家第谷认为，要解决这个问题，要创立一个满意的星体运行理论，必须精确掌握星体的运行位置，因此，首先必须解决对星体运动位置的描述，建立高度精确的多年星置图表，第谷在哥本哈根海峡的一个荒岛上建立了一座完善的天文台――乌伦堡天文台，并着手改进了仪器设备，他增大了观测仪器的尺寸并安装在坚固的基座上，对仪器进行了精密的刻度设计，从而提高了仪器的精密度、稳定性和长期反复观测读数的可靠性，第谷还对大气的折射效应进行了修正，使他对各行星位置的观测误差小于2，这在没有望远镜的年代里，真可谓将人类肉眼观测的能力达到极限，他把千百年来的行星位置图表中的错误一一纠正过来，编制了777个星体的位置图表，这些图表至今仍有较高的使用价值，第谷被后人誉为“星学之王”，并把天上的一颗恒星命名为“第谷星”。
德国科学家开普勒对哥白尼“日心说”描述天体运动的和谐性、简单性十分赞赏，他认为这种和谐性一定会有数量的规律性，并在1596年发表《宇宙的秘密》一书，提出了一个宇宙模型，年迈的第谷非常赏识开普勒的丰富想像力和数学天才，为了不让自己的毕生心血付之东流，决定接纳开普勒为他的助手。
开普勒仔细整理了第谷留下的观测资料，并进行了仔细的分析，通过多次的探索计算，归纳出了开普勒三定律，由于开普勒把第谷的宏大数据表转化为一个简单的可以理解的曲线和规律的体系――开普勒三定律，且与观测资料十分吻合，所以很快得到了天文学家们的公认，而开普勒也得到了“天空的立法者”的光荣称号。
二、望远镜的诞生
1608年荷兰的眼镜匠利佩希在制造眼镜镜片时，把一块凸透镜和凹透镜合在一起往外看，远处的物体就变近了，他偶然地造出了第一架望远镜，它的目镜为凹透镜，发明望远镜的消息迅速在欧洲传开，伽利略对这个发明很感兴趣，他用数学进行计算，研究用什么样的镜片，怎样组合在一起效果比较好，最后伽利略做了两根管子，一根管子的一端放置凸透镜，另一根管子的一端放置凹透镜，其中一根稍微细一点，正好可以套住另一根管子里面，可以自由滑动，这样观察的时候，就可以来回调节，选择合适的距离，就这样，经过反复的研制和试验，终于在1609年发明了世界上第一架能放大32倍的望远镜，开普勒在此基础上又设计了由两个凸透镜构成的开普勒望远镜，第一架开普勒望远镜由天文学家沙伊纳制成，并很快就取代了荷兰望远镜，这不仅是因为它的视野较宽，更重要的是它能把遥远物体的像同放在两透镜共同焦点处的小物体相比较。
但是当时的折射望远镜存在明显的缺陷，其透镜产生的像差严重影响着观察到的像的清晰度，为了解决这个问题，牛顿经过多年的研究，于1668年完成了自己的设计，他自己磨制反射镜，成功地制造了第一架反射望远镜，其全长只有15cm，口径为2.5cm，而放大倍数和当时的2m长的折射望远镜相同，1672年，牛顿又制造了第二架更大的反射望远镜，全长为1.2m，口径为2m，并把它献给了英国皇家学会，这架反射望远镜至今仍保存在英国皇家学会图书馆内。
望远镜的诞生，标志着现代天文学的诞生，它拓展了人类的视野，人类把发明制造的望远镜指向浩瀚的天空，发现了月亮上的山脉、火山口，发现了木星的四颗卫星，发现了太阳黑子……它宣告了哥白尼“日心说”的胜利。
1924年，美国天文学家埃德温・哈勃在加利福尼亚州的威尔逊天文台，将一架口径254cm的望远镜指向仙女座星云，这片云状物立即在望远镜里分解成许多恒星，这使人类认识到，不仅地球不是宇宙的中心，太阳也不是银河系的中心，银河系是直径达10万光年，内有1000多亿颗恒星的大圆盘，这样的巨大星系在浩瀚的宇宙中也只是沧海一粟，地球在宇宙中的地位越来越低，而人类的视线不断地突破新的疆域，投向更远的地方，从某种意义上讲，望远镜的发展始终伴随着现代天文学的发展。
近期，我国将建造LAMOST光学望远镜，建成后的望远镜，两块大镜面的子镜数达到24块和37块，光纤数达到4000根，光谱仪数量达到16台，它的建成将打破大视场望远镜不能兼有大口径的瓶颈，被国际上誉为“建造地面高效率的大口径望远镜最好的方案"，LAMOST望远镜将成为我国也是国际上最大的大视场光学望远镜(主镜口径等效圆直径为6m)，中国人用自己的智慧将在技术上创造多个世界第一，使人类观测天体光谱的数目提高一个数量级(至千万量级)，
三、太空天文台
地球被一层大气包围着，来至于遥远星系的光要通过厚厚的大气层才能到达天文望远镜，这就好比潜水员在水下看岸上的物体模糊不清，加之大气中的烟雾、尘埃以及水蒸气的波动、地面的振动和超大镜片受重力作用而引起的形变等，对天文观测都有影响，为了排除以上干扰，人类试图将天文台建在大气层外的太空中。
1990年4月25日，美国航天飞机将“哈勃”空间望远镜送到离地面575km的环地轨道上，以2.8×107m/h的速度绕地球飞行，建造了世界上第一个完整的、性能卓越的太空天文台，“哈勃”空间望远镜总长12.8m。镜筒直径4.27m，主镜直径2.4m，全重11.5t。
“哈勃”空间望远镜包括全部自动化仪器设备，主镜、副镜、成像系统、计算机处理系统，中心消光圈、主副镜消光圈、控制操纵系统和图像发送系统，以及两个长11.8m、宽2.3m,能提供2.4kW功率的太阳电池板，两部与地面通信的抛物面天线等。
“哈勃”空间望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜，它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片，其清晰度是地面上天文望远镜的10倍以上，其观测能力等于从华盛顿看到1.6×107m外悉尼的一只萤火虫，“哈勃”空间望远镜所收集的图像和信息，经人造卫星和地面数据传输网
络，最后到达美国的太空望远镜科学研究中心，这些极其珍贵的太空图像和宇宙资料，展露了宇宙中许多不为人知的物体与事件，使天文学取得了突破性的进展。它证实了一些理论，也了另一些理论，还发现了一些人们对之毫无准备却需要创立新的物理理论来解释的现象，“哈勃”空间望远镜为人类深层次了解宇宙立下了汗马功劳。
“哈勃”空间望远镜预计2010年“退，休”，21世纪的太空望远镜研制计划正紧锣密鼓地在全世界范围内展开21世纪初叶，将有数台大型天文观测设备送入外层空间，它将是继“哈勃”空间望远镜取得的辉煌成就之后，人类探测太空的又一次大手笔。
美国正在积极筹划研制“詹姆斯・韦伯”太空望远镜，预计在2013年升空，旨在接替目前在轨运行的“哈勃”空间望远镜。
“韦伯”空间望远镜六边形主镜直径达6.5m，它的“视力”为“哈勃”的6倍，清晰度却不亚于“哈勃”，“韦伯”空间望远镜预定重3000kg，制造这么大而又这么轻的镜片，要求在材料上要有巨大的突破和进展。
“韦伯”望远镜将被发射到地球公转轨道的外侧距离地球150万千米的太空中绕太阳转动，它将背对地球，同时还保持与地球相同的角速度，永远藏在地球的背面，成为与地球同步绕太阳运行的一颗人造小行星，这样能躲避太空中的大部分杀手。
“韦伯”空间望远镜进入预期轨道后将打开它那网球场般大小的“眼罩”，这样可以保证自己不被太阳光灼伤，同时将折叠的巨大镜片逐渐展开。
“韦伯”望远镜带有高精密红外探测装置，专门用来观测那些宇宙深处冰冷黯淡的行星，它肩负着地球人的使命，去探寻“大爆炸”后宇宙诞生早期的第一批星系，去努力寻找宇宙深处的文明。
四、地下、海底天文台
地下、海底天文台是人类观测宇宙的另一个窗口。
地下天文台没有光学望远镜，也不用射电望远镜，它探测的是一种宇宙中不带电的基本粒子――中微子，中微子质量小，速度快，一般不会和电子及原子核发生相互作用，所以它贯穿能力特别强，几乎能毫无阻碍地穿越宇宙中的任何天体和星际物质，而到达地球；科学家们把天文台搬到地下，目的是利用地表岩石或海水来阻断来自宇宙深处的其他粒子，专门捕获中微子，进行更深层次的天体观察。
地下天文台的主体是一个巨型水槽．中微子穿过水槽时，与水中带电的氢、氧原子碰撞的可能性很小，但如果它与某带电粒子发生了碰撞．带电粒子会从中微子那里得到能量，加快运动速度，并向外辐射被称作杰连科夫光的蓝绿光．当超高灵敏度的光检测仪捕捉到这种极微弱的光后，就能根据其强度、飞行距离，换算出中微子能量的大小，再根据运动方向判断出中微子的来源方向，推断出天体的位置。
由加拿大、美国和英国联合投资建造的位于地下2000m的加拿大萨特伯里中微子观测中心，其中央是一个球形水槽，能装1000t重水．重水具有捕捉中微子的最理想的特性．这个球体四周有1万部光探测仪，用来记录中微子与重水碰撞时释放的微光．这个地下天文台将于今年正式运行，它将有望揭开太阳内部和超新星爆炸等宇宙之谜。
球面透镜的光学特性篇5
关键词：光的直线传播 反射 折射 虚像 实像 影子
光的存在使我们的生活变得五彩斑斓、丰富多彩，我们周围有许许多多的现象，都与光的直线传播、反射和折射有关。但在日常生活中，人们对“像”和“影”、“虚”和“实”的认识是片面的，在描述上也有许多不科学和不严谨的地方。这对于刚刚系统的接触物理知识的初中生来说是一种误导。因此，对光现象的中一些相似或容易混淆的现象进行辨析就显得十分重要，它有利于激发学生学习兴趣、活跃发散思维，提高学生分析问题、解决问题的能力。
一、“像”和“影”
1.光沿直线传播时形成的“像”和“影”。
光在沿直线传播的时候，如果通过小的孔洞，就会出现小孔成像的现象。如图所示，烛焰上部发的光沿直线通过小孔，照在光屏的下部;烛焰下部发出的光，通过小孔，照在光屏的上部，所以在光屏上形成一个倒立的像。
若光在直线传播中遇到了不透明的障碍物，在障碍物后面就有光不能到达的黑暗区域，这就是影子。如物体在太阳下的影子、人在路灯下的影子、小孩们喜欢玩的手影、民间艺术中的皮影。
天文现象的日食和月食，实际上也是影子现象。当月球转到地球和太阳之间，这三个天体在一条直线或近于一条直线上时，月球挡住了太阳光，在地球上的某一部分出现月球的影子，在这个影区里的人就看不到太阳，这就是日食现象。当月球转到地球背离太阳的一面时（地球处在太阳与月球之间），在月球上就出现地球的影子，在这个影区里的人看不清月亮，这就是月食现象。
2.光的反射现象中的“像”和“影”。
有一首明朗欢快的少儿歌曲唱到：“海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙。”水中的“白塔”即我们常说的“倒影”，这种“倒影”究竟是岸上白塔所成的像还是影呢？这就要从平面镜成像说起。
平面镜表面平整光滑，是良好的反射面。光源发出（或物体反射）的光若被它反射，就会形成一个和光源（或物体）等大、正立的虚像，这就是我们常说的平面镜成像。抛光的金属面和平静的水面也能反射光，因此也能像平面镜那样成像。这一特点在遥远的古代已经被我们的祖先所知晓，唐太宗李世民就有句名言：“以铜为镜，可以正衣冠。”而贫苦的农户家无力购买铜镜，只能打一盆清水，对着自己在水中的虚像进行梳妆。平面镜成像的现象在生活中还有很多。在科技日益发达的现代社会，人们对平面镜成像的应用也更为广泛：舞蹈演员利用平面镜来矫正舞姿、牙科医生利用平面镜观察牙齿、眼镜店利用平面镜来拓展空间、反射式望远镜利用平面镜来观测天体……
二、“虚”和“实”
1.虚像。
（1）光被反射形成虚像。①平面镜成虚像：如前面所提到的“镜花水月”。②凹面镜成虚像：物体在凹面镜焦点以内成正立的虚像。③凸面镜成虚像：成正立缩小的虚像
（2）光被折射形成虚像。①光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生改变，这就是折射现象。光在折射时会形成虚像。比较常见的是光在空气、水、玻璃中由于折射形成虚像的现象，如：海市蜃楼、池水变浅、筷子变弯、钢笔错位、星光闪烁、叉鱼时要偏向下方等。②凸透镜成像时，当物于凸透镜的焦点以内（即u<f）时，在光屏找不到物体的像。但在透镜的另一侧观察时，可以看到一个正立、放大的像，这就是物体通过凸透镜成的虚像。
2.实像。
（1）光沿直线传播形成实像：小孔成像。
（2）光被凸透镜折射成实像：①当物距大于2倍焦距（即u>2f）时，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。②当物距等于2倍焦距（即u=2f）时， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。粗测凸透镜焦距时，可以利用这一性质。③当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距（即2f>u>f）时，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。
综上所述，尽管生活中由于光的反射、折射和直线传播形成的现象种类繁多，但我们只要从其形成原理入手，剖析其实质，就不难发现“像”和“影”、“虚”和“实”只不过是光在不同条件下所产生的不同现象，从而也就很容易把它们区分开。
参考文献
[1]《义务教育课程标准》（2011年版）.北京师范大学出版集团，2012年1月，第一版。
球面透镜的光学特性篇6
【关键词】空间光通信;光学系统设计;光学天线;增益;偏轴
0.引言
随着航天技术的不断发展, 目前围绕地球轨道运行着数以千计的各种飞行器, 这些飞行器之间以及飞行器与地面站之间都需要进行通信。庞大的通信数据量给通信系统带来极大的挑战, 同时大量卫星通信地面站的建立也会带来庞大的地面运行、维护费用及大量的地面运行维护人员, 这些都会降低系统的效率、可靠性及保密性。因此, 建立卫星与卫星间的通信链路——中继星及中继链路变得势在必行。相对于传统的通信方式相比，空间光通信的主要优点是：
(1)具有微米级的波束发散角。(2)高数据传输率。(3)体积小、重量轻。(4)架设灵活方便。(5)保密性强。(6)无需申请频率。(7)经济性适用性强。
1.空间光通信中光学天线系统设计
1.1光学系统设计概述
随着科技的飞速发展，光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。光学系统作为光学仪器的核心部分，其像质的优劣决定了光学仪器整体质量的好坏。然而，一个好的光学系统是靠好的光学设计去实现的。所以，光学系统设计是实现各种光学仪器的基础。所谓的光学系统设计，就是根据仪器所提出的使用要求，来确定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的外形体积、重量、性能参数和各光组的结构等。
光学系统设计是20世纪发展起来的一门学科，至今已经历了一个漫长的过程。最初生产的光学仪器是利用人们直接磨制的各种透镜，并把它们按不同情况进行组合，找出成像质量比较好的结构。但这需要花费很长的时间、人力和物力，而且未必能找到满意的结构。所以，后来便用计算的方法代替这过程，即利用“光路计算”或“像差计算”来确定光学系统的结构参数。与实际制作透镜相比，这当然是一个很大的进步，但这样的方法仍然不能满足光学仪器生产的需要。因为光学系统的结构参数与像差之间的关系相当复杂，要找到一个理想的结果，需要经过长期的计算过程。光学系统设计经历了人工设计和光学自动设计两个阶段，实现了由手工计算像差、人工修改结构参数进行设计，到使用电子计算机和光学自动设计程序进行设计的巨大飞跃。
1.2光学系统设计概述过程
(1)根据使用要求制定合理的技术指标。从光学系统对使用要求满足程度出发，制定光学系统合理的技术指标。
(2)光学系统总体设计。这过程的核心是确定光学原理方案和外形尺寸计算，一般都按理想光学系统的理论和计算公式进行外形尺寸计算。
(3)光学部件的设计。一般包括选型、确定初始结构参数和像差校正三个阶段。
(4)长光路的拼接和统算。以总体设计为依据，以像差评价为准绳，来进行长光路的拼接和统算。若结果不合理，则应反复计算并调整各光组的位置和结构，直到达到预期目标为止。
1.3学系统设计软件
常用的光学设计软件有两类，一种用于设计照明系统，另一种用于设计成像系统。常用的照明设计软件有Lightools、Tracepro和ASAP，成像设计软件有 Codev、Zemax和Oslo。
收光学天线，它是空间光通信系统的重要组成部分。发射天线的作用是对光束进行双曲线的实轴，b0为双曲线的虚轴，2c0为双曲线焦距。并运用先进的光学设计软件Zemax对结构进行优化。
1.4光学天线系统的设计要求
光学天线系统的主要设计要求如下：
(1)光学天线有较大的入瞳直径，以便能最大限度地收集来自光源的信号。
(2)天线的成像质量高，斯特列尔比(Strehl Ratio)大于0.8。
(3)天线主、次镜反射率大于95%，透镜透射率大于90%。
(4)光学主天线(卡塞格伦天线)具有低的遮挡率，小于0.4。
(5)系统中所有的光学零件采用的材料质量轻，热膨胀系数小，稳定性高，使用寿命长。
2.卡塞格伦天线子系统的设计
2.1卡塞格伦天线子系统的镜面组合
本系统中的卡塞格伦光学天线采用抛物面镜作主镜，双曲面镜作次镜，且抛物面与双曲面共焦。下面将对抛物面镜和双曲面镜的方程及参数进行介绍。
2.2卡塞格伦天线子系统的成像质量分析
常用的评价方法有：点列图、瑞利判断、斯特列尔(Strehl)判断，点扩散函数(PSF)、光学传递函数(MTF)、波像差、场曲和畸变曲线等。
3.光学天线系统的设计
发射端光学天线的作用是将光源的发散角压缩后再通过发射望远镜进一步准直。接收端光学天线的作用是将接收到的空间激光信号收集并汇聚到光接收器件的有效接收表面光学系统设计的准则是：只要可以满足成像质量要求，设计的系统越简单越好。发射光与接收光利用分色镜隔离，本系统有三条通道：发射通道、实验通道和接收通道。下图为接收光学天线系统的三维仿真图，发射光学天线系统图与其类似。
在接收光学天线系统中，激光束先由接收卡塞格伦天线主、次镜反射后传到双分离透镜，经过双分离透镜准直整形和分色镜透射后的光束发将变窄，然后凹透镜再对光束进一步准直。为了隔离杂散光及背景光，在凹透镜前插入了一个滤波片。经滤波片和分束镜后出来的光束将分成两束光，此时的光束宽度约7.3mm。透射出的光经汇聚后进入实验通道。而为了实现耦合透镜对入射光的要求（光束宽度小于2mm）和提高系统的成像质量，经分束镜反射后的光束先经压缩透镜组整形后再进入耦合透镜。最后以FC/PC光纤引出，进入后面的模块。
4.光学天线系统的测试及性能分析
4.1光学天线系统成像质量分析
系统焦平面成像达到了衍射极限，与卡塞格伦天线子系统的像质比较，光源经过整个系统后的像质更优劣，这是因为经过相对较多的光学元件后，像差得到了更好的校正。
4.2光束发散损耗
随着通信距离、发散角的增加和接收天线主镜口径的减小，由于光束发散引起的损耗越来越大。但是我们从图5-4中可以看出，在相同传输距离下，当接收系统孔径超过10cm时，由接收孔径大小造成的损耗差别很小，并且随着传输距离的增加这种差别会更小。因此，综合损耗因素和系统体积因素，接收孔径一般在10cm～20cm左右。
球面透镜的光学特性篇7
一、选择题(本题共12小题，每小题2分，共24分，每小题给出的四个选项中只有一个选项正确)1.手拨动琴弦，发出悦耳的声音，发声的物体是A.手指 B.弦柱 C.空气 D.琴弦2.下列关于某中学生的数据符合实际的是A.身高1.65m B.心脏跳动一次时间5s C.体温27℃ D.步行速度8m/s3.如图所示，是常见的交通标志牌，其中与声现象有关的是4.2012年9月，中国的第一膄航母辽宁号服役，指挥员指挥航母的战斗机“歼—15”起飞的航母“style”动作令人振奋，选择下列哪个物体为参照物，可以认为起飞的“歼—15”是静止的A.“歼—15”上的飞行员 B.大海C.辽宁号航母 D.航母上的指挥员5.下列光现象中，由于光的反射而形成的是6.使用温度计测量液体温度时，如图所示的四种方法中正确的是7.下列自然现象中，属于熔化现象的是A.春天，冰雪消融 B.夏天，露水晶莹C.秋天，薄雾缥缈 D.冬天，瑞雪纷飞8.如图所示，探究光的反射规律的实验装置中，可沿ON折叠的白色硬纸板垂直放置于平面镜上，光线AO紧贴纸板射向镜面的O点，为研究反射角与入射角间的关系，实验时应进行的操作是A.绕ON前后转动板EB.绕ON前后转动板FC.改变光线AO与ON间的夹角D.改变光线OB与ON间的夹角9.如图是楼梯中的一部分，从A到B是长短不同的铁护栏。一个同学用一根小木棒迅速从B到A逐一敲过铁护栏栏杆，此过程中，一定发生改变的是声音的A.音调 B.响度C.音色 D.音色和响度10.摄影师抓拍到了一个有趣的场面(如图)：一只乌鸦站在飞翔的老鹰背上休憩。下列说法正确的是A.以地面为参照物，乌鸦是静止的B.以乌鸦为参照物，老鹰是运动的C.老鹰飞行时在地面上的影子是由于光的直线传播形成的D.老鹰的双翅展开的长度约为30cm11.下图(甲)是某物体运动的s-t图像，则图(乙)中能与之相对应的v-t图像是12.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像.利用这一成像原理的光学仪器是A.投影仪 B.照相机C.放大镜 D.显微镜二、填空、作图题(本题共16小题，每空1分，作图每题2分，共37 分)13.如图所示，下列两个图中读数依次为_______cm，_______℃。14.红外线具有_________效应，紫外线最显著的性质是____________________.对于验钞机、电视机遥控器、响尾蛇捕食和医院诊断病情用的B超来说，其中属于紫外线应用的是______________。15.人说话的声音是声带__________产生的，“闻其声而知其人”是根据声音的__________来判断的。16.妈妈骑车送小明上学，妈妈叫小明“坐好别动”，是以__________为参照物，若以小明为参照物，路旁的树是_______________(填“运动”或“静止”)的。17.阳光下看到一朵花是红色的，是因为这朵花反射_______光;透过蓝色的玻璃看这朵花，则这朵花呈现________色。18.一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°角(如右图)，反射光线与折射光线的夹角为83°，则反射角的大小为_________°，折射角的大小为_______°。19.在解决物理问题的过程中，我们常常会用到一些隐含的已知条件。在l标准大气压下，把水烧开，隐含条件：开水的温度为__________℃;利用激光测月球距地球的距离，隐含条件是：光在真空中的传播速度为_________m/s。从地球发出的激光到达月球反射回地球共2.56s,则地球到月球的距离约_______ km。20.近视眼看远处物体像落在视网膜的________，近视眼镜的镜片是________透镜，它对光线具有________(选填“会聚”或“发散”)作用。21.护士帮病人打针前，通常会先用酒精棉球对注射处进行 消毒，此时病人会感到该处________(填“热”、“冷”)，原因是酒精涂在该处会发生_______(填物态变化名称)现象。护士测量病人体温用的体温计是利用液体________的性质而制成。22.一束太阳光通过三棱镜折射后，被分解成七种颜色的光，如右图所示，这个现象叫光的__________，只有用________色光屏，我们才能看到看到七彩光带。23.一辆小轿车在高速公路上行驶时的速度为85_______(填上合适的单位)，按照这个速度走完255km的路程需要的时间为______h。24.做“水的沸腾”实验时，通常用温水而不用冷水，这样做的目的是______________;若实验时不小心被等量①沸水烫伤;②水蒸气烫伤，烫伤更严重是______(填“①”或“②”)，其道理是___________________。25.如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像，由图可知凸透镜的焦距是______cm;当物距为5cm时的成像特点可应用于_______(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。26.如图所示，请根据平面镜成像的特点，由像画出平面镜前的物体AB。27.完成下面的光路图。28.如图所示，一束光从直角三角形玻璃AB面垂直射入，并从玻璃AC面射出。请画出该过程的光路图。三、计算题、实验探究题(本题共8小题，共39分，35作图2分，解答29题时应有解题过程6分)29.一列以144km/h匀速行驶的列车，宽2.5m的车厢被垂直于列车运动方向射来的一颗高速子弹击穿，在车厢两侧留下的弹孔沿列车前进方向的距离为l0cm求:(1)列车的速度合多少m/s?(2)列车移动10cm的时间?(3)子弹击穿车厢后在车厢中的速度多少m/s?30.在探究“冰的熔化特点”实验中，(1)如图甲所示，是小明根据实验数据作出的冰加热时温度随时间变化的图像。分析图像可知，冰的熔点是_______℃，其熔化过程的特点是吸热温度___________。在第2min该物质处于________(选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”)。熔化过程经历了______min。(2)另一个小组采用如乙图的实验装置，你认为该装置存在的不足是___________________(写出一个即可 )。31.李树家装修新房时考虑声学吸音效果。他想比较几种常见装修材料的吸音性能，他找来相同的四种小块材料(聚酯棉、软木、泡沫)，进行了图示实验：桌面上放一个玻璃杯，在玻璃杯下分别放上待测试的小块材料，将悬挂在细线下的小球拉到同一高度释放去敲击玻璃杯，仔细比较玻璃杯发出的声音大小。(1)他找来相同的四种小块材料(聚酯棉、软木、泡沫)，这里的相同主要是指_______________(质量、体积、厚度)。(2)小明实验数据记录如下表：材料种类 聚酯棉 软木 泡沫玻璃杯发声大小 最小 较大 最弱 较弱你认为表中空格处应填入______________;(3)小明实验中的三种材料，仅从吸音性能的角度考虑，最适合隔音墙装修的是________________;(4)从上面实验中你认为影响吸音性能的因素有__________(写出一个即可)。32.某物理兴趣小组利用带有刻度尺的斜面，小车和数值钟“测量小车的平均速度”，如图所示，图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时间的情形，显示时间的格式是“时：分：秒”(1)该实验是根据公式________________进行测量的.(2)实验中，为了方便计时，应使斜面的坡度较________(填“大”或“小”)(3)请你根据图示完成下表小车由甲至乙 小车由乙至丙 小车由甲至丙路程S/cm 26 64 90时间t/s 2 4平均速度v/(cm•s-1)33.小明发现，在使用如图所示的装置做碘的升华实验时，很容易造成碘的熔化.针对上述不足，小明与他的同学们讨论后将实验进行改进：将装有固态碘的玻璃管放入沸水中，玻璃管中很快就有紫色的碘蒸气产生，并排除了碘熔化的可能性.实验表明在碘升华和熔化时需要__________热量.是什么因素影响碘的升华或熔化，你的猜想是__________________。34.同学们在做“探究平面镜成像特点”的实验时，王成在竖立的玻璃板前20cm处放一支点燃的蜡烛A，蜡烛高12cm，烛焰高4cm，发现在玻璃板的后面出现蜡烛的像，他再取一段同样的点燃蜡烛B放在像处，使B与蜡烛A的像完全重合;如图所示.(1)A蜡烛的烛焰像高____________cm;(2)实验中的错误之处是_________________________(3)纠正了错误之后，为了使像看起来更清晰，他在___________的环境中进行(选填“较亮”或“较暗”);(4)将A蜡烛以5cm/s的速度匀速远离玻璃板2s时，B蜡烛应与A相距____________cm才可能与A的像完全重合。35.如图所示，“研究水的沸腾”的实验中。(1)为完成实验，表中的数据表明，选用的温度计的测温物质应为____________。测温物质 凝固点/℃ 沸点/℃水银 -39 357酒精 -117 78(2)温度计刚插入热水时，管壁模糊，很难看清示数，原因是_______________。(3)往烧杯上方加一纸盖，每隔1min记录温度计示数，4min时温度计的示数如图丙所示，温度值为______℃，直到水沸腾一段时间后停止读数，由表可知水的沸点为______℃。时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8温度/℃ 88 90 92 94 97 98 98 98(4)根据表中数据，画出水温随时间变化的图象。36.某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验：(1)由图甲可知，该凸透镜的焦距是_________cm。(2)实验时凸透镜与光屏的高度已调好，但烛焰在光屏上像的位置偏低，要想使像成在光屏中央，应调节蜡烛使烛焰向_________(填“上”或“下”)移动。(3)如图乙所示，若在光屏上(光屏未画出)得到清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四点中的_______点，此成像规律应用在___________上(填一种器材名称)。⑷小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间(如右图所示)，小明移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像，将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了。①为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，小华应将光屏向_______(左/右)移动。②下列四个选项中，正确表示小莉同学近视眼成像和矫正情况的是( )A.乙 甲 B.丙 甲 C.乙 丁 D.丙 丁八年级物理参考答案及评分标准一.选择题(本题共12小题，每小题2分，共24分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12答案 D A C A B A A C A C B B二.填空题(本题共12小题，每空1分，共30分)13、3.16 -614、 热 使荧光物质发光 验钞机15、 振动 音色16、 自行车 运动17、 红 黑18、 60 3719、 100 3 ×108 3.84 ×10520、 前 凹 发散21、 冷 汽化(蒸发) 热胀冷缩22、 色散 白23、 Km/h 324、缩短加热时间(节省燃料)、②、水蒸气液化放热25、10 放大镜 26、27、28、略三、计算题、实验探究题((本题共8小题，共39分，35作图2分，解答29题时应有解题过程)29、(1)40m/s、(2)0.0025s (3)100030、(1)0、不变、固态、6、(2)不用酒精灯加热(受热不均)31、(1)厚度(2)材料吸音效果(3)聚酯棉(4)材料种类(厚度、硬度)32、(1)v=s/t 、 (2)小 (3)小车由甲至乙 小车由乙至丙 小车由甲至丙路程S/cm时间t/s 6平均速度v/(cm•s-1) 13 16 1533、吸收、温度34、(1)4(2)B蜡烛不要点燃 (3)较暗(4)6035、(1) 水银(2)水蒸气液化 (3)96、98(4)作图2分36、(1)15.0(2)下 (3)C、投影仪(幻灯机)(4)左、B
球面透镜的光学特性篇8
0. 引言
1968年，Johanon Kepler把非球面面型在透镜上进行实验，使在近、远距离获得无球差像面，从而逐渐奠定了非球面光学基础，此面型也被命名为笛卡儿面。随着光学制造技术和零件检测水平的逐步提高，光学系统设计中非球面技术的应用光学得到广泛的拓展。非球面技术在工业、国防和民用等领域的光学系统应用中具有十分重要的意义。相较于球面光学系统，非球面技术有很大的优势，其可以提高系统的入射光线高度，增大视场角，还对几种初级像差有很好的校正作用，比如轴上点球差，轴外点彗差、象散、场曲等，并能减少光能损失，使成像质量达到标准.
非球面元件与传统光学元件混合构成成像系统，不仅可以提高光束质量，同时透镜数比球面系统小，结构简单，减轻重量，增加光学设计和选择材料的自由度等显著优点。
1. 波差法基础理论
由某点光源发出的一束同心光束，与此同心光束上各个点的法线垂直的曲面称为波面，当所有的光线经过光学系统后都在像面上聚焦于一点时，那么相对应的波面就可以看作是一个球面，那么这个球面是以此聚焦点为中心的，我们可以将球面看作是理想波面。那么如果经过光学系统的系统折射光线有变形，显示不交于一点，这时所对应的波面就不再是球面，即为实际波面。我们将实际波面与理想波面的偏离程度称为波差或波像差。单色波面的同心光束由物点发出经光学系统后，由于产生像差而成为非球面波，比较某个参考球面的偏离可看作波像差，波像差由细想波面算起，理想波面可以使理想像点为中心的一个波面。因此，光程差就是波像差.在非球面系统中，可以利用波差法来进行光学设计。例如同轴非球面系统，具有同轴球面系统像差的一般性质，只是具体的像差分布值不同。用非球面可以校正球差，可以使波面最终成为准确的球面。对于象散非球面也有一定的校正作用，但要均匀分配主光线的偏角，避免高介场曲的产生，合理选择非球面的位置，并不断完善非球面系统。这样重复多次，便可得到较好的结果。
波差法基于球差与波差的联系，并进行波差与结构参数之间的推导得出方程式，用它来计算满足初级像差平衡得光学系统得初始结构，由此可以充分地发挥计算机的优势，具有求解快速准确等优点。下列公式为空气中透镜组的孔径光线和近轴光线到达理想像面的波差：
2. 波像差在光学系统中的实现
在实际的光学系统设计中波差法的应用也是很广泛的，它可以在许多光学系统中应用，比如它可以适用于折射系统、适用于反射系统，适用于球面光学系统、非球面光学系统等多种光学系统中。针对波差法理论应用于傅立叶变换物镜中，对其进行初始结构参数求解，利用这个系统来实现波差法理论的在实际系统设计中的作用。
2.1 加入非球面的傅立叶变换透镜设计
多用于光信息处理中傅立叶变换透镜系统，它要求对两对物像共轭面的像差进行控制，相当于设计一个正、反位置上都成完善像的系统，可以看作物象双方可互为远心光路。
2.2 设计实例
设计一个D为50mm，主要相对孔径为1∶4的非球面系统，激光光源（0.6328）。
经过Zemax优化后的系统轴上点球差如图1可控制0.02以内，轴上视场点列图如图2可控制在0.974，调制传递函数如图3在频率为50lp/mm处可达到0.8，优化后的系统结构如图4结构简单，性能优良。
以上是针对轴对称非球面进行讨论，然而非轴对称由于失去对称性，其像差性质要比轴对称系统复杂很多。而且激光光源光学系统多数属于非成像系统，具有较小的视场，且无色差。球差和彗差是首要要求校正的像差，我们可以引入一面非球面参与设计。
球面透镜的光学特性篇9
《银河》 在空旷的塞罕坝上，接近农历月底，银河清晰地横亘夜空，利用佳能机身高感画质好的特点，在ISO 3200拍摄，EF14 F2.8L II进行了1分钟的曝光（缩短曝光时间以便获得星点），由于没有使用赤道仪，地球的自转使星点变得不太结实，但可以看到EF14mm F2.8LII镜头的2片UD镜片很好地抑制了拍摄夜空星点时高光边缘易出现色散的问题，可以看到高光的星点和星带边缘没有任何色彩溢出现象。
很少有厂商像佳能这样维持着如此繁复的定焦镜头产品线，时至今日，佳能仍坚持每个常用焦段配置2至3只不同档次定焦镜头。接下来，就让我们听听三位职业摄影人是如何评价自己的佳能定焦镜头的！
极致视角创意个性化镜头
能够获得独特拍摄视角，并能合理控制畸变的佳能超广角定焦镜头，至今已经发展了两代。代表最新技术成就的第二代佳能14mm F2.8L镜头即EF 14mm F2.8LII USM。EF 14mm F2.8L II USM的成像质量的提高是非常显著的，这要归功于EF 14mm F2.8L二代在一代的基础上大胆改革了镜组的光学结构，14片11组镜片中包含的2片UD超低色散镜片和2片精密模铸非球面镜片，有效保证了镜头的色差控制和畸变控制。
小溪变成河谷14mm镜头独特的透视效果
佳能EF14mm F2.8LⅡ镜头最吸引人的地方在于具有容纳一切的114度视场，强烈的近大远小透视效果，绝佳的边缘成像能力，厚重里带些“油润”的画质——特别是对畸变的有效控制（一般15mm镜头就开始出现明显的鱼眼效果了，这只14mm镜头仍是超广角范畴），是我选择这只EF14/2.8 LⅡ作为风光摄影挂机头的理由，在《大峡谷的秋季》这幅作品创作中，在离地10几公分的高度拍摄，它让一个1米多宽、10多米长的小溪，看起来几乎变成了一个河谷。
宛若油画14mm镜头完美的畸变控制效果
《乌兰布统的雨后》 夏季的草原，我在雨中手持大马三和EF14mm F2.8L镜头耐心等待，暴风雨后的天空往往不是出现“电筒光”就是呈现“彩虹”，利用EF14 F2.8L II 的大视场，将近处的山体、中景的彩虹和远景草原作了空间结构的交代。镜头中的精密模铸非球面镜片使得像场变得尽可能平坦，几乎感觉不到一般超广角镜头易出现的照片球面变形。
超大光圈在深夜也能轻易凝结画面
拿着50mm F1.2这个「夜之眼在晚间有路灯照明的街道上抓拍是一件很惬意的事情，在京都的大街上，我用ISO 800的感光度就获得了1/80s的快门速度，行走中的艺妓身影被清晰地凝结下来，同时焦外背景的灯光被完美地柔化，这都是拜F1.2的超大光圈所赐。
AF时代的夜之眼 顶级画质的代表
对于多数相机和镜头制造商来说，进入自动对焦时代之后，最大光圈的标准镜头就是50mm F1.4。因此，很多人面对F1.2的50mm镜头会感到担心——相机能满足如此大光圈镜头的AF精度么？然而对于佳能来说，这早已是家常便饭，相比1989年的佳能EF50mm F1.0L USM，如今的EF50mm F1.2L USM是个晚辈，而且在技术指标上也绝非过分张扬的镜头。稍稍缩小的最大光圈换来了更合理的体积以及更成熟的操控和成像表现，对于人像摄影师来说，这样大的光圈和无畸变的视角能够让他们完成严格符合传统审美观点的肖像照片，而对于纪实摄影领域的工作者来说，大了一档的光圈则意味着更多的“决定性”拍摄机会。
完美的光学镜组结构为F1.2光圈提供极致分辨率
EF50mm F1.2L USM镜头让人们印象深刻的不仅仅是它的大光圈，这是一只罕见的“个性化”的标准镜头，6组8片的光学结构，自动对焦时代以来罕见的偶数光圈叶片（8片）和同类镜头中极少见的72mm滤镜口径以及防水滴防尘的外镜筒工艺……所有这一切都是为了保证F1.2超大光圈下也能保持顶级的画质！当然，这其中最关键的还是那片用高折射率玻璃制造的大口径精密模铸非球面镜片，它为EF50mm F1.2L USM镜头带来了同类镜头中前所未有的平坦画面和出色的边缘分辨率。
大口径非球面镜片赋予EF50mm F1.2L出色的近摄能力
由于大口径高折射率非球面镜片的采用，EF50mm F1.2的画面非常平坦，几乎可以客串微距镜头，从这张室内手持拍摄的棋盘照片中可以看到，透视效果没有任何夸张，忠实还原了人眼所能看到的场景。
第二代400mm F2.8L 镜头的 USM技术更快定格精彩瞬间
两张滑雪运动员的图片，是在因斯布鲁克举行的首届青年冬奥会U型台自由式滑雪比赛中拍摄的，得益于EF 400mm F2.8L IS II代镜头的USM技术，在运动员腾起做出优美动作的一刹那，配合佳能旗舰级机身，在瞬间迅速而精确地锁定了滑跃到半空中的运动员。
竞技摄影利器：EF400mm F2.8L IS II USM堪称视野与速度的完美结合
体育赛事的拍摄，有着很强的局限性，因为拍摄对象是固定的，摄影师的拍摄位置也都被安排在非常有限的区域，想要拍出独特、有个性的视角，几乎是不可能的。而镜头将不可能变成了可能。其400mm的长焦距，可以说是拍摄体育题材的不二之选，更由于其定焦镜头的特性并搭载了佳能独有的USM技术，将对焦的速度发挥到极致，非常利于快速地锁定拍摄对像，在操控性上也给摄影师提供了很大的便捷。
瞬间锁定 体育摄影不二法宝
佳能在去年推出的这只第二代400mm镜头（EF400mm F2.8L IS II USM），不仅在重量上减轻了近三分之一。更重要的是新的二代镜头聚焦速度更快，成像质量更佳，摄影师在使用时不仅可以拍出优秀的影像，也在拍摄过程中因为手中“武器”的性能提升而乐在其中。
球面透镜的光学特性篇10
论文摘要：随着社会发展，电子产品的普及，近视问题日渐严重，在我国的青少年中近视发病率已达50%-60%。近视不仅导致眼球突出，影响美观；视物不清导致反应及判断能力差容易出现差错与事故，也往往影响学习、升学、参军、与择业，影响我们的生活，并且会引起系列并发症，危害健康。探究近视的成因及及矫正对于近视的预防和治疗十分有必要。本文将结合在山东省眼科医院所做调查采访做具体分析。
近视是屈光不正的一种。在屈光静止的前提下，远处的物体不能在视网膜汇聚，而在视网膜之前形成焦点,因而造成视觉变形,导致远方的物体模糊不清。近视的分类有多重标准。按照近视的程度：3.00D以内者，称为轻度近视眼；3.00D～6.00D者为中度近视眼；6.00D以上者为高度近视眼，双称病理性近视。按照屈光成分：轴性近视眼（由于眼球前后轴过度所致），弯曲度性近视眼（角膜或晶体表面弯曲度过强所致）屈光率性近视眼（屈光间质屈光率过高所致）。假性近视眼：是由看远时调节未放松所致，与屈光成分改变的真性近视眼有本质上的不同。
近视的产生原因至今依然不是十分明确，近年来许多证据表明环境和遗传因素共同参与了近视的发生。研究认为高度近视眼的双亲家庭，下一代近视的发病率较高，近视眼具有一定的遗传倾向已被公认，对高度近视更是如此。近视眼的发生和发展与近距离用眼的关系非常密切。青少年的眼球正处在生长发育阶段，调节能力很强，眼球壁的伸展性也比较大，阅读、书写等近距离工作时，不仅需要眼的调节作用的发挥，双眼球还要内聚，这样眼外肌对眼球施加一定的压力，久而久之，眼球的前后轴就可能变长。每增长1毫米近视就达-3.00屈光度（也就是普通说的300度），当然这种近视绝大多数为单纯性近视，一般度数都比较低，都在6屈光度以下，发病多在青春期前后，进展也比较缓慢，有人把这种近视称之为真性近视，以示与假性近视相区别。另外近视还与营养不良有关。眼睛在生长发育期间缺乏某种或某些重要的营养物质，使眼球组织变得比较脆弱，在环境因素的作用下，眼球壁的巩膜容易扩张，从而使眼睛的前后轴伸长而发生近视。多数近视儿童有爱吃零食、挑食、偏食的习惯。他们吃的多是精粮和快餐食品，这些食品中缺乏营养物质或营养物质破坏较多。同时他们的膳食中缺乏乳、蛋、奶、鱼、肉、鸡等优质蛋白食品和粗粮食品。缺乏的食物种类越多，总量越大，近视的发生率越高，近视的程度也越高。
一般青少年的近视眼，多数属于“假性近视”，由于用眼过度，调节紧张而引起的一种功能性近视。如果不及时进行解痉矫治日久后就发展成真性近视。因此，必须从小培养儿童良好的卫生习惯。一般来说，要培养他们正确的写字、读书姿势，不要趴在桌子上或扭着身体，书本和眼睛应保持一市尺，学校课桌椅应适合学生身材，尤其中小学阶段，青少年生长发育旺盛，课桌高度应作出适当调整。看书写字时间不宜过久，持续1~1.5小时后要有一个短时间的休息眼睛向远眺，做眼保健操。写字读书要有适当的光线，光线最好从左边照射过来。不要在太暗或者太亮的光线下看书、写字，减轻学生负担，保证课间10分钟休息，减轻视力疲劳。积极开展体育锻炼保证每天有一小时体育活动。看电视或电脑时要注意高度应与视线相平；眼与荧光屏的距离不应小于荧光屏对角线长度的5倍；看电视时室内应开一盏支光小的电灯，有利于保护视力；在持续看电视1～1.5小时后要有一个短时间的休息眼睛向远眺，做眼保健操。
关于近视的矫正，大致有以下几种方法：
一、常规配镜矫正法。大多数人出现近视后的第一选择是戴眼镜。眼镜的确常让佩戴者感到不便，但值得肯定的是，到目前为止眼镜依然是对付近视最简单可靠办法。众所周知，近视眼的特点是，由于角膜屈光度的改变，进入眼内的光线没有会聚到有成像作用的视网膜，而是会聚到视网膜的前面，所以近视眼患者看远处是模糊的。近视眼镜其实是一种凹透镜，它能矫正眼睛的屈光过度，使物像聚集在视网膜上。有的人由于害怕眼镜会越戴越近视，而拒绝本来应该佩戴的眼镜，其结果是加重了眼睛的负担，只能眯着眼睛看周围的事物，而眯眼所牵动的眼轮匝肌力量作用在眼球上，增加眼内压力，反而促使近视加深。至于近视戴眼镜后反而变深的情况，除了用眼习惯不好，还可能与佩戴过高度数眼镜有关。所以近视患者配眼镜一定要通过正规验光获得准确度数，即不能深也不能浅，否则就不能达到矫正视力的目的。至于眼镜质量，并非和价格成正比，一些眼镜行业的人士表示，眼镜质量主要取决于镜片，而价格主要取决于镜架。而选择眼镜的时候，要注意镜片表面是否光洁，有无划痕、条纹、气泡和颗粒，镜片的色泽、质地、透明度是否均匀。当你手持镜片放在眼前25厘米处观察远方景物，若景物清晰、无变形，上下左右缓慢移动时景物无跳动，说明镜片透明性及光均匀性良好。如可见景物跳动或变形，则说明质量有问题。而镜架以牢固、对称、平衡、佩戴舒适为宜。
二、隐形眼镜矫正法。摘除眼镜曾经是很多“眼镜一族”的梦想，而隐形眼镜的出现在一定程度上帮助爱美的“眼镜一族”实现了这个梦想。但是视光学专家则认为，并不是每一个人都适合佩戴隐形眼镜，甚至一些被认为适合佩戴的人在佩戴一段时间之后会出现不适。而发生在近年内一些有关隐形眼镜质量问题更让不少人对其产生了疑虑。另一方面，市场上的隐形眼镜品牌价格千差万别，有时也会令消费者无所适从。隐形眼镜对材料制作工艺及佩戴的健康安全性都有较高的要求。在佩戴者方面，隐形眼镜者应排除干眼症、糖尿病、癫痫、过敏体质等上述任何一种病症，同时也不能是角膜炎和砂眼患者。而在允许佩戴隐形眼镜前提下，长期佩戴隐形眼镜的最大问题在于容易引起角膜感染和缺氧。人眼角膜，即眼睛表面一层如挡风玻璃的物质，和人体大多数部位一样会被病菌感染，而隐形眼镜作为紧贴角膜表面的外来物，尤其需要注意卫生，勤清洗更换；另一方面，角膜也需要呼吸氧气，而氧气必须溶解在泪液中才能被角膜吸收。戴上隐形眼镜后，角膜就像戴上口罩一样呼吸困难，时间一长便出现缺氧情况，这时候，需要取下隐形眼镜使眼睛休息透气。虽然一些企业声称所生产的隐形眼镜百分百透气，但透气性再好的隐形眼镜也无法和始终完全满足眼睛对氧气的需要。所以必须定期和普通眼镜交替使用，尤其要杜绝长戴不取的情况
三、近视治疗仪器。针对少年儿童近视，市场上出现各种名目繁多的保健器具、中医药疗法、眼部按摩、近视治疗仪等，许多家长都觉得，对于孩子的近视情况，能挽回多少都是好的。但很多家长反应，在买了眼罩、按摩器等近视治疗器具后，发现对孩子的帮助并不明显。理疗、药物、仪器等，对于假性近视的孩子可以适当尝试，但也并非百分百有效。而除了各种仪器药物以外，注意用眼习惯，以及多远眺等方法，同样可帮助恢复正常。
四、除了常规的预防手段外，准分子治疗近视也日渐走入我们的视野。英国《星期日泰晤士报》报道“由于担心患者的长期安全，政府医疗监督部门正在阻止国家医疗服务系统进行眼部激光手术”。而美国的《眼科学》杂志也指出“此类眼部手术的失败率是1/10，而不是大多数广告上所说的1/1000。”“手术还可能引起并发症，致使病人必须做眼角膜移植手术”。这些消息在我国也引起一片哗然，引发了关于“眼科激光手术安全性”的火热讨论。近视眼激光手术到底是怎么回事？其成功率和安全性如何？远期效果怎样？到底还该不该做这种手术？
在山东省眼科中心我们了解到，该中心每年都要实施该类手术7000-8000例，且以大中学生为主，手术成功率达到99%。而人们一般说的“准分子激光手术”，其全称应该是“准分子激光屈光性角膜手术”，主要包括三种术式：准分子激光角膜表面切削术（简称PRK），是最早用于临床的方法。目前认为PRK治疗中低度近视、远视及散光安全有效，但因其术后疼痛、屈光回退等并发症，现较少使用。准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK），这是目前主流术式。它在角膜瓣下的基质层切削，保持了角膜上皮及前弹力层的完整，可避免PRK的大多数并发症。特点是拓宽了近视度数的矫治范围，术中术后无疼痛，视力恢复快，角膜不遗留斑翳。手术时，先用一种微型刀在角膜上切出一个带蒂的薄层角膜瓣，掀开此瓣，在瓣下行激光切削，然后将瓣复于原位。此可用于低、中、高度近视。LASIK也有角膜瓣带来的缺陷，即角膜瓣皱褶、移位、角膜瓣下上皮植入、散光以及过度切削，造成角膜扩张、圆锥角膜等。对于角膜相对近视度数高而比较薄的患者，使用LASIK也受到限制，但对于角膜瓣足够厚的高度近视患者，还是首选LASIK好。准分子激光上皮下原位角膜磨镶术（LASEK），是PRK手术的改良术式。用激光或低浓度酒精浸泡角膜手术区，做成一个角膜上皮瓣，激光切削上皮瓣下组织，当角膜上皮瓣复位后，依然要在其表面盖上一片隐形眼镜。LASEK手术后疼痛较PRK明显减轻，加上瓣薄，可以用于角膜厚度相对较薄、瞳孔较大的患者。LASEK无LASIK做角膜瓣的并发症，缩短了PRK手术后角膜上皮愈合时间，减轻了疼痛反应及角膜混浊（haze）的程度，但手术中角膜上皮瓣破损和水肿与PRK同，而且手术后视力恢复及屈光稳定速度比LASIK慢。因此主要适用于角膜较薄、职业特点容易发生眼外伤导致角膜瓣移位或其他不宜进行LASIK的患者。
但是，并非所有近视眼患者都适合做这种手术。一般只有符合以下条件才可考虑做眼准分子激光手术：年满18岁以上，有健康心理状态，有摘掉眼镜的愿望；眼部没有活动性眼病；最近两年近视度数比较稳定，每年加深不超过50度；如果配戴隐形眼镜，软性镜应摘去2周，硬性镜应摘去4周以上（可以换戴框架眼镜，才能做手术前检查）；经过医生检查，眼部各项指标符合手术要求；假如是第二次手术，LASIK要间隔3～6个月，PRK要间隔1年；穿透性角膜移植手术后有远、近视和散光的，也要间隔1年以上；全身无手术限制的疾病。而下列情况则不适宜做准分子激光手术：患有眼的急性、活动性炎症，干眼症，眼睑闭合不全，青光眼，白内障，色素膜炎，视网膜脱离，缺血性眼病，单纯疱疹等病毒性眼病，及下列全身病如：糖尿病，胶原性疾病（红斑狼疮等），风湿性关节炎，痛风，精神病服药者，艾滋病，有某些疾病影响伤口愈合者或虽符合手术条件但对手术有顾虑或期望值过高的人，以及妊娠和哺乳期妇女。
客观地说，目前的准分子激光手术的安全性是比较高的，历经10多年大量临床实践充分证明了这一点，可以说激光治疗近视手术在我国至今已经比较成熟。但任何手术的成功率都不可能是100％，就像隐形眼镜容易感染危害视力，而框架眼镜镜片破裂引起的外伤，也是失明的原因之一。对美国《眼科学》杂志文章指出的：此类眼部手术的失败率是1/10，国内多数屈光手术专家持不同意见。当然，良好的手术设备，手术者熟练的操作和丰富的经验，还有患者良好的配合，是手术高安全性的基础。
任何手术都有风险，近视眼激光手术也不能完全避免并发症。最常见的并发症就是过度矫正或矫正不足，这些要经过一定时间观察，酌情二次手术；部分人可出现眩光，即夜间将一个光点看成光团、光晕，这可因术后角膜组织间轻微水肿反应或夜间瞳孔较大、其边缘与手术缘靠近有关，随手术后时间推移而逐渐减轻；圆锥角膜在有这种潜质或者手术后角膜过薄的人身上出现；因为注视目标不良，可能出现偏心切削，或因角膜表面水气漩的作用出现中心岛；PRK和LASEK手术后可能有角膜的混浊（Haze）以及长期点用对抗Haze的药物带来的激素性高眼压。LASIK则有与角膜瓣相关的并发症，如瓣下异物、角膜瓣移位、溶解，散光有所增加，自觉眼睛干燥等。最严重的是手术眼角膜伤口的感染，虽然极少发生，却是可以致盲的直接原因，所以严格的手术消毒制度和患者良好的卫生习惯至关重要。手术后也应定期检查眼睛，特别注意眼底黄斑区和周边视网膜的变化，做到未雨绸缪。
