非成像光学与传统光学的区别

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传统光学的常规方法是通过设计具有高数值孔径（NA，即孔径比）的小型成像光学系统，例如低F数。这种系统的核心理念是通过减小孔径来提高分辨率和放大率，但同时也*了视场宽度和工作距离。然而，对于那些在成像系统中造成显著光强差异的集光器，非成像光学提供了一种不同的解决方案。这些集光器设计巧妙，能够在接近理论极限的效率下工作，它们兼具光管和成像系统的特性，尽管存在一定的像差，但它们揭示了新的几何光学理念。

通常在成像光学设计中，研究主要围绕几何光线的传播规律，较少涉及能量传递。从物理角度来看，光线不仅是光束的象征，更是能量传输的方向。因此，光学系统本质上不仅是成像工具，还是能量传输的媒介，它描述的是能量从一个地方到另一个地方的流动过程。非成像光学则将这种视角引入，它侧重于分析光学系统如何遵循能量传递的规律，从而带来了对光学系统新的理解和理论发展。

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传统的几何光学是以提高光学系统的成像质量为宗旨的学科,它所追求的是如何在焦平面上获得完美的图象。就传统光学系统汇聚光的性能而言,任何利用成像原理聚光的系统都远未达到理论上的聚光能力。因此,对于各种纯聚光要求的应用来说,如太阳能领域和高能物理领域,只有放弃成像要求才有可能获得理想的结果。正由于此,近二十年来很多学者致力于非成像聚能器的研究,并由此形成了一门新兴的技术科学——非成像光学。