应用光学课程设计

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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。