1.一种半径可调的环形光反射式光学系统,其特征在于:
所述的光学系统由圆锥镜(S1)、聚焦镜(S2)和动镜(S3)组合设计形成,系统光路是:一束圆形平行光入射至圆锥镜(S1)后,传播方向折转90°以平行环形光反射至聚焦镜(S2),聚焦镜(S2)上的光会聚于动镜(S3),经动镜(S3)反射后聚焦至焦面,形成半径为D的环形光;所述光学系统为反射式,其光轴是Z轴;所述的环形光半径D等于焦点F1与Z轴的距离;
所述动镜(S3)可沿着Z轴移动,当向左移动L距离后,焦面焦点由F1移至F2,环形光的半径由D变成d;此时动镜(S3)半顶角θ、距离L和环形光半径之间的关系满足如下公式:sin2θ = (D‑d) / L (1)
动镜(S3)由线段M绕光轴Z旋转一周形成,已知动镜(S3)面上Q点坐标是Q(x1,z1),则线段M(X,Z)的方程是:X‑x1+tanθ·(Z+z1)=0 z1 ≤ Z ≤ z1+x1/tanθ (2)所述聚焦镜(S2)的焦点是F(xF,zF),且F是F1以线段M为对称轴的对称点,F1点的坐标是(D,0),则F中的横纵坐标xF和zF通过如下方程组求解:依据上述方法计算出光学系统中反射镜的各项参数,当动镜(S3)沿Z轴以0~L距离移动时,即可实现半径调节范围为d D的环形光。
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