Ray transfer matrix analysis (also known as ABCD matrix analysis) is a mathematical form for performing ray tracing calculations in sufficiently simple problems which can be solved considering only paraxial rays. Each optical element (surface, interface, mirror, or beam travel) is described by a 2×2 ray transfer matrix which operates on a vector describing an incoming light ray to calculate the ..

Aberration 수차는 상을 맺을 때 한 점에서 나온 빛이 광학계를 통한 다음 한 점에 모이지 않고 영상이 빛깔이 있어 보이거나 일그러지는 현상이 나타나는 것을 말하는 것으로 즉, 구면경이나 Lens가 같는 고유한 성질로써 상의 정확한 결상을 방해하는 모든 현상을 말합니다. 수차의 종류는 크게 단색 수치와 색수차로 나뉘고 image가 흐려지는 문제와 상이 왜곡되는 image 찌그러짐 문제로 나뉩니다. 수차의 종류 수차의 영향성 1) Spherical Abberation(구면수차) : Lens의 서로 다른 부분을 통과하는 광선들이 광축선상에서 다른 점에 상을 형성.(Best Focus 차이) 2) Comatic Aberration(코마수차) : 비축물점에서 나온 광이 Lens의 다른부분을 통과하여 Im..

앞에서는 평면거울의 실제(물체) 시야와 외견상의(상) 시야가 동일함을 보았다. 구면거울들은 실제 시야보다 크거나 작은 외견상의 시야들을 갖는다. 즉, 확대되거나 축소된댜 아래 그림에서처럼 눈으로 거울을 들여다 본다고 하자. 눈의 동공(pupil)는 광학계의 개구 Stop이다. 이때 거울은 이 광학계의 첫 번째 소자이다.（빛은 눈에 들어오기 전에 거울에서 먼저 반사된다.） 입사동 (BOC)을 구하려면 거울에 의해 만들어진 상을 먼저 구해야 한다. 왜냐하면 입사동은 구경조리개(개구스톱)의 상이기 때문이다. 입사동은 구경조리개(개구스톱)의 정립허상이다. 이때 거울은 시야조리개(field stop)의 역할을 한다. 시야 조리개의 모서리 부분으로부터 광선 1과 2가 입사동의 중심 O로 향하 며, 선으로 그린 각 ..

여기까지는, 구면 거울 가까이에 놓여있는 단일 점 물체의 결상에 대하여 생각해 보았다. 많은 점 물체들로 구성된 더욱 복잡한 물체의 경우에는 어떻 게 될까? 한 가지 추측할 수 있는 것은 물체를 단순히 각각의 점으로 분리하 여 상을 재구성하는 것이다. 물체를 전체적으로 보게 되면 원래 물체보다 확 대된 상인가 축소된 상인가를 알 수 있다. 다음에는 배윤 m 의 개념을 도입 하자. 먼저 몇 개의 점으로 구성된 물체를 가정한다. 물체 선분의 한쪽 끝을 통하여 광축이 지나고 물체 선분은 이것에 수직이라고 하자. 앞에서는 광축 위에 있는 상의 위치를 결정했는데 여기서는 크기를 갖고 있는 물체에 대한 상의 높이를 어떻게 구하는지를 생각해 보자. 상점을 구하는 일반적 규칙을 비축(off-axis) 물체에 대하여 적..

곡면 경계에서는 원래 물체와 비교할 때 이그러(변형된)지고 확대된(또는 축소된)상이 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 공간 내에서의 위치와 방위가 다르게 될 수 있기 때문에 곡면 경계면에 의한 결상은 더욱 복잡해진다. 그 러나 이러한 차이는 또한 곡면 경계를 더욱 홍미롭게 한다! 사실, 렌즈와 같은 아주중요한 기초광학 소자들은 보통의 경우 구와 같은 곡률의 경계면을 이루고 있음을 보게 될 것이다. 먼저 볼록 구면형태의 반사 경계면에 의해 만들어 지는 단일 점 물체 0의 상점 I를 생각해 보자. 이 경우에는 일반적 규칙을 적용하여 상점을 구할 수 있다: (1) 물체 점으로부터 2개의 광선들을 추적한다. (i) 하나는 곡면경계면에 수직이고, (ii) 다른 하나는 곡면경계면에 대한 입사각 θ 가 작다(근축광..