基本介紹
- 中文名：入射窗
- 外文名：Entrance window
- 領域：光學
- 屬性：視場光闌在物空間所成的像
- 判斷方法：最小張角
- 相關名詞：出射窗
視場光闌,主要功能,如何確定光學系統中的視場光闌,光組,判斷入射窗的方法,如何理解入射窗、出射窗,漸暈光闌,定義,消除漸暈的條件,
視場光闌
在實際光學系統中，不僅物面上每一點發出並進入系統參與成像的光束寬度是有限的，而且能夠清晰成像的物面大小也是有限的。把能清晰成像的這個物面範圍稱為光學系統的物方視場，相應的像面範圍稱為像方視場，事實上，這個清晰成像的範圍也是光學設計者根據儀器性能要求主動地限定的，限定的辦法通常是在物面上或在像面上安放一個中間開孔的光闌。
光闌孔的大小就限定了物面或像面的大小，即限定了光學系統的成像範圍。這個限定成像範圍的光闌稱為視場光闌。
限制成像範圍的光闌稱為“視場光闌”。
例如，照相系統中的底片框就是視場光闌。
光源的視場光闌簡稱為視場光闌 (Field diaphragm)， 它是顯微鏡照明光路系統中的重要部件之一。通常是裝設在顯微鏡的底座面上，有保護外罩兼作視場光闌的調節轉盤，為便於轉動，轉盤外圍做得較厚大而且滾了花邊並在周邊上標有刻度作參考。視場光闌由10片或更多的頁片組成一個接近於圓形的多邊形通光光圈，從顯微鏡的樣品視域中可以看到視場光闌經聚光鏡所成的多邊形像，但是視場光闌不可以任意開大或收小！它只能按照庫勒照明系統的要求並依據所使用的物鏡倍數來調節其適當的大小。
透射光顯微鏡的光源，不論是外接的燈室或內置的，都要經底座內的集光－聚光系統和反光鏡，把原來水平傳送的照明光折轉90°而垂直向上經視場光闌出射到聚光鏡系統中。
主要功能
①.控制照明光束的大小，使所觀察的視域範圍能獲得均勻的照明；
②.控制雜散光在成像光路系統中的影響，特別是免除雜散光對於顯微照像系統的干擾，使顯微照相的底片不至於蒙上一層灰霧；
③.在反射光系統中的視場光闌的功能與透射光一樣，但在落射光激發的螢光顯微鏡系統中，它可以把激發光限制在所需激發樣品的視域範圍內，同時防止視域以外的樣品過早地受到激發，等到需要觀察時，樣品上的螢光已消隱或猝滅了
視場光闌是在顯微鏡的照明光路系統的光軸上，並已固定在底座上，而物鏡是在成像光路系統的光軸上，這兩個部件的光軸在顯微鏡出廠時已作了精確的合軸調整，各種顯微鏡檢方法所使用的聚光鏡，都可以從聚光鏡托架上隨時換用，因此，使用顯微鏡的調整過程便集中在聚光鏡的上下位置與合軸(調中)的調整。
如何確定光學系統中的視場光闌
將光學系統中除孔徑光闌以外所有的光闌對其前面所有的光學零件成像到物空間。這些像中，孔徑對入瞳中心張角最小的一個像所對應的光闌即位光學系統的視場光闌。
光組
一個光學系統可由一個或幾個部件組成，每個部件可以由一個或幾個透鏡組成，這些部件被稱為光組。
光組可以單獨看成一個理想光學系統，由焦距，焦點和主點的位置來描述。
判斷入射窗的方法
將光學系統中所有的光學元件的通光口徑分別對其前（後）面的光學系統成像到系統的物（像）空間去，並根據各像的位置及大小求出它們對入（出）瞳中心的張角，其中張角最小者為入射窗（出射窗）。
如何理解入射窗、出射窗
出射窗：視場光闌經後面的光組在像空間所成的像；入、出射窗之間是共軛的，也可以將出射窗看作是入射窗經系統所成的像。
（1）入射窗和出射窗是視場光闌在物方空間和像方空間的作用範圍，控制的是最後成像範圍內的光束口徑，這裡要和孔徑光闌做個區別，孔徑光闌限制的是進入系統的光束口徑，但是這些光最後並不一定都100%參與成像！
（2）當我們把孔徑光闌、入瞳和出瞳口徑都構想為無窮小（理想模型），此時物面上只有各點的主光線能夠通過這一口徑（光束無限窄，可認為就是主光線），此時在通過入射窗的攔截，可以明確區分哪些光線參與了最後成像，哪些沒有，也就是說最後到達像面上的光要么100%來自物面相應點，要么0%，如此說來，視場光闌的像就是入射窗。
（3）但是實際情況並非如此，孔徑光闌、入瞳和出瞳總有一定口徑，也就是說進入系統的光束總是有一定寬度的，那么這些光束中的某些就會被入射窗攔截掉部分，即在0%～100%之間，此時的情況稱為漸暈，而實現漸暈功能的是漸暈光闌（以及它的像），所以此時意味著形成入射窗的是漸暈光闌了，這也是我們教材上稱漸暈光闌的像是入射（出射）窗的原因。
（4）以照相系統為例，由於漸暈的存在，最後底片上圖像的邊緣實際是從亮到暗變化的區域，暗到一定程度時，我們認為該圖像不可用（傳遞函式值太低），於是用底片外框攔掉它，以此來限制了有效的成像範圍，並不是是說底片外就完全沒有像了。典型的情況：某些鏡頭加了遮光罩之後，最後照片上會出現所謂“暗角”現象，就是不合理攔光的效果。
（5）目前大部分套用光學教材都直接稱視場光闌的像是入（出）射窗，並沒有詳解其中理由。
漸暈光闌
定義
軸外點發出的充滿入瞳的光被透鏡的通光口徑所攔截的現像，稱為“漸暈”；用以產生漸暈效果的光闌，稱為“漸暈光闌”。
實際上，漸暈現像是普遍存在的，我們用不著絕對的消除漸暈。一般系統允許有50%的漸暈（攔一半），甚至30%的漸暈。
消除漸暈的條件
只要入射窗（決定了物方視場的大小）與物平面重合，出射窗與像平面重合就可消除漸暈。
一般的，多個透鏡組成的結構複雜的光學系統，為了提高其軸外點成像質量，會設定漸暈光闌。但對於單組光學系統，如簡單的望遠鏡，顯微鏡，可以沒有漸暈光闌，分劃板就是視場光闌，分劃板的像大致成像於入窗和出窗面上，滿足消除漸暈的條件。
