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时间:2018-07-23
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1、-48-光学课程设计报告光学课程设计报告姓名:班级:学号:-48--48-光学课程设计报告目录光学课程设计任务……………………………………………..3望远镜物镜外型尺寸计算…………………………………….4物镜的选型及结构参数的确定………………………………..8物镜的象差计算及象差容限…………………………………..13物镜的象差校正方法…………………………………………14物镜象差校正结果和象差曲线……………………………….14目镜的外型尺寸计算………………………………………….21目镜需校象差和象差容限……………………………………..25目镜的象差校正方
2、法………………………………………….26目镜的象差校正结果和象差曲线…………………………….27望远系统最终结构参数……………………………………34望远镜系统图………………………………………………37设计心得…………………………………………………….39-48--48-光学课程设计报告光学课程设计任务一、设计目的1、重点掌握设计光学系统的思路。初步掌握简单的、典型的系统设计的基本技能,熟练掌握光线光路计算技能,了解并熟悉光学设计中所有例行工作,如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。2、在熟练掌握基本理论知识的基础上,通过上机实训,锻炼自己的
3、动手能力。在摸索的过程中,进一步培养优化数据的能力和理论联系实际的能力。3、巩固和消化应用光学和本课程中所学的知识,牢固掌握典型光学系统的特点,并初步接触以后可能用到的光学系统,为学习专业课打下好的基础。二、设计题目双筒棱镜望远镜设计(望远镜的物镜和目镜的选型和设计)三、技术要求双筒棱镜望远镜设计,采用普罗I型棱镜转像,系统要求为:1、望远镜的放大率Γ=6倍;2、物镜的相对孔径D/f′=1:4(D为入瞳直径,D=30mm);-48--48-光学课程设计报告3、望远镜的视场角2ω=8°;4、视场边缘允许50%的渐晕;5、棱镜最后一面到分划板的距离不小于1
4、4mm,棱镜采用K9玻璃,两棱镜间隔为2~5mm;6、筒长约为110mm左右;-48--48-光学课程设计报告望远镜外型尺寸计算计算整体外形尺寸1、求,2、求3、求分划板直径4、求目镜视场5、棱镜的展开棱镜等效为空气平板后厚度在设计时,下半部分的光用目镜的通光口径来拦掉,上半部分的光用棱镜的最后一面来拦掉。等效光路如下图:-48--48-光学课程设计报告上图中,s为棱镜最后一面到分划板的距离。若取平板厚度取(由于加工限制,实际取值时应比33.15稍大)则等效空气平板厚度若两棱镜间的距离取则下面验证其合理性:由右图中的比例关系可知:其中,为极限值本题所求
5、,故满足题意6、求目镜的通光口径-48--48-光学课程设计报告下面验证其合理性:由下图中的关系几何可知:由于目镜和物镜是有厚度的,厚度约为7-8,故,在110mm左右,符合题意。物镜的选型及结构参数的确定一、选型,视场为8°,视场角不大,轴外像差不大,相对孔径亦不大,故选择双胶合物镜。二、初始结构参数的求解-48--48-光学课程设计报告1、求2、计算平行平板像差-48--48-光学课程设计报告3、物镜像差思路:物镜像差和棱镜的初级像差补偿,等值反号。应用PW法:⑴根据求,并规划成⑵根据求P、W⑶将P、W规化成、⑷物本身位于无穷远,则⑸求首先确定冕牌
6、在前,还是火石在前冕牌在前,火石在前,-48--48-光学课程设计报告4、查表,选玻璃经过查阅《光学设计手册》,我选用了F2-K9玻璃对,初始数据为:5、初始结构的计算:由于根号内小于零,故取平均值,得:故可得:求解各曲率半径:-48--48-光学课程设计报告透镜厚度:(r正取+,负取-)由以上数据可得:经计算,得知透镜组合为先凹后凸,即火石玻璃F2为凹透镜,冕牌玻璃K9为凸透镜。-48--48-光学课程设计报告物镜像差容限的计算一、所需校正的像差:望远物镜的特点是:相对孔径小,视场角不大。因此望远物镜的结构通常较为简单,要校正的像差也比较少。一般主要
7、校正球差、正弦差和轴向色差。二、像差容限:(1)球差容限:1倍焦深;6倍焦深1倍焦深的计算:(2)弧矢彗差的像差容限:理论上说,像差容限在0.0025mm~0.00025mm之间。实际上,全孔径在0.00258.39120.021mm之内即可。(3)轴向色差的像差容限:应使零孔径和全孔径的轴向色差绝对值相等。在实际调校时,只需看0.-48--48-光学课程设计报告707孔径的轴向色差校正到近乎为0即可。但实际上高级像差是存在的。三、物镜的调校要求物镜除了像差要求外还应满足的要求:(1)有效焦距在119.5mm~120.5mm之间。(2)后截距应大于14
8、mm。为满足这一要求,可适当调节c值,将其改小一点,其改变同a值b值的改变一样,对像差无影响。
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