光学系统概述

放大率

与物和像有关的共轭量的比值。可分横向放大率、纵向放大率和角放大率三种。 

横向放大率

像高y'与物高y之比，亦称垂轴放大率，用β表示，即：　　

β=y'/y=－ns'/n's

式中n和n'为物方和像方空间的折射率。 

纵向放大率

光轴上像沿光轴的纵深度与物的纵深度的比值，用α表示。α与β的关系为：

α=β2n'/n 

角放大率

出射光线和光轴间的夹角u'与入射光线和光轴间的夹角u的比值，用γ表示，即：

γ=u'/u=tanu'/tanu=ny/n'y'

故有：

n'y'u'=nyu

此为拉格朗日－亥姆霍兹定理。

三种放大率间有如下关系：

αγ=β

光阑

对通过光学系统的光束起限制作用的光学元件。它可是光学元件（透镜、反射镜等）本身的边框，也可是另外设置的带孔不透明屏。光阑中心通常在光轴上，且与光轴垂直。 

光学系统的各个光学零件都由各自的镜框限定其通光孔，绝大多数情况下是圆孔。有时还在系统中加入固定的或可变的专设光孔。在所有这些光孔中，一定有一个光孔起着限制轴上点成像光束孔径角的作用；另外有一个光孔起着限制成像范围的作用。这样的光孔称为光阑：前者称孔径光阑或有效光阑；后者称视场光阑。任何光学系统必定存在这样二个光阑。

孔径光阑

多个光阑中对光束的限制作用最大，即决定成像光束大小的那个光阑，又称有效光阑。孔径光阑可遮掉光束中偏离近轴光线较大的光线，对像的清晰度、正确性、亮度和景深等有直接影响。 

由于轴上点的成像光束被孔径光阑所限制，易于想到，将系统的所有光孔分别通过其前面的光学零件成像于物空间时，其中对轴上物点张角为最小的那个像，或当物在无穷远时孔径为最小的那个像所对应的光孔，一定是孔径光阑。孔径光阑在物空间的像称为入射光瞳，其对物点的张角称为物方的光束孔径角。同样，孔径光阑被其后面的光学零件成在像空间的像，称为出射光瞳，它一定也是对轴上像点张角为最小的一个光孔像，这个张角是像方的光束孔径角。入射光瞳、孔径光阑与出射光瞳三者是共轭的。如果忽略光阑像差，入射光瞳是物面上各点成像光束的公共入口；出射光瞳是成像光束的公共出口。通过孔径光阑中心的光线叫主光线，因共轭关系，它也通过入射光瞳中心和出射光瞳中心。因此，一般说主光线是成像光束的中心线。

孔径光阑在光学系统中的位置与很多因素有关。在某些系统中有特定的要求，例如，目视光学系统一定要使出射光瞳位于目镜之外，以便眼睛的瞳孔能与之重合；远心系统中应使孔径光阑位于焦点上。此外，孔径光阑的位置还与像差校正和系统各光学零件的横向尺寸有关，应在设计时合理确定。

视场光阑

决定视物范围的光阑。视场光阑可决定视场范围的大小。视场光阑由其前方光学系统所成的像称入射窗，由其后方系统所成的像称出射窗。