常用光学计算公式
文章来源：未知(发布时间：2012-07-03)
1. 焦距：反向延长的轴上成像锥形光束与延长的入射光束相交形成一个平面，从像到该平面的沿光轴距离就是焦距。

焦距f、通光孔径D与f/#（F数）之间的关系：
2.视场角：由光学系统主平面与光轴交点看景物或看成像面的线长度时所张的角度。

全视场角2ω、像面尺寸2y与焦距f之间的关系：
像面尺寸=像素数×像元尺寸
ω=arctg(像素数×像元尺寸/2f)
视场角分为水平视场角和垂直视场角，没有特殊说明是指由像面对角线尺寸计算出的视场角。

3. 分辨率：反映光学系统分辨物体细节的能力，通常将光学系统能够分辨名义物距处两个靠近的有间隙点源的能力定义为分辨率。

瑞利判据指出，两个靠近的有间隙点源通过光学系统成像，每个点都形成一个衍射斑。

如果两个衍射斑之间的距离等于艾里斑半径，两个点像是可以分辨的，此时像面上两个点的间距d 为：
4.空间分辨率：探测器的张角，为像元尺寸与焦距的比值，单位为mrad。

空间分辨率=像元尺寸/f
5. 尼奎斯特频率：是像素化传感器可以成功记录的最大空间频率，为1/（2像素周期），以lp/mm为单位。

例如，某传感器的像元尺寸为25um，其尼奎斯特频率为：
1000/（2×25）=20lp/mm
6.视觉放大率：视觉光学系统的放大倍率，其定义为有光学系统（即通过光学系统观察）时目标所张的角度与无光学系统（即用肉眼直接观察）时目标所张的角度之比。

在人眼为探测器的目视光学系统中，在250mm距离处定义放大倍率为1。

目镜视觉放大率Г=250/f
7.数值孔径：就是到达轴上像的边缘光线的半锥角的正弦，即来自轴上物点的半锥角的正弦。

8.红外系统识别和探测距离的计算：
其中，d s—识别距离
d t—探测距离
h—物体尺寸
f—光机系统焦距
n—识别或者探测所需像素数
d0—像元尺寸
9. 光焦度：焦距的倒数。

用Φ表示：
其中，n—透镜的折射率
r1，r2—透镜的两个曲率半径
d—透镜的中心厚度
对于薄透镜，光焦度Φ为：
两个组合光学系统的光焦度Φ为：
其中，f—组合系统的焦距
Φ1，Φ2—两个系统的光焦度
d—两个系统主平面之间的距离
10. 平行平板：是个无光焦度的光学元件，不会使物体放大或者缩小，在光学系统中对总光焦度的贡献为零。

光线经平行平板后的侧向位移ΔT为：
光线经平行平板后的轴向位移ΔL'为：
其中，d—平行平板厚度
n—平行平板折射率
I1—光线入射角
I1'—光线折射角
θ—平行平板与光轴的夹角。