矩阵光学

矩阵光学（matrix optics），工学-光学工程-成像系统和成像过程-成像基础-高斯光学-矩阵光学，傍轴近似下，一种用矩阵形式表示光线传输过程的方法。傍轴近似下，圆对称光学系统的子午光线在自由空间及经过光学系统的传输可看成是对光线高度和倾角的线性变换，因此可用矩阵来描述光线的传输过程。假设光线出发点的高度为，倾角为，在自由空间中行进一段距离或经过透镜等不同传输行为后，相应光线的高度变为，倾角变为，则传输前后的参数关系可描述为：式中所示的2×2矩阵为矩阵。一般的光学系统往往含有数个光学元件，此时只需要将一系列单独变换矩阵乘在一起就得到了光学系统的总变换矩阵，可以很大地简化光线追迹计算。利用矩阵光学可以推导出成像位置和成像大小。