光学课程设计(4)

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1、光学课程设计目录一、光学课程设计任务二、外形尺寸计算三、光学系统选型、像差容限计算四、P.W法求解初始结构参数1、物镜初始结构参数2、目镜初始结构参数五、像差校正六、像质评价、光通衔接七、学习体会附录Ⅰ像差校正及像差曲线一、物镜（一）物镜数据及调试结果（二）物镜像差曲线二、目镜（一）物镜数据及调试结果（二）物镜像差曲线附录Ⅱ光曈衔接结果附录Ⅲ物镜第一透镜正透镜零件图附录Ⅳ光学系统图一、光学课程设计任务1、本课程设计目的要求1）综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。2）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

2、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。3）巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。2、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）3、设计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）；3）望远镜的视场角2ω＝8°；4）仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5）棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。6）lz′>8～10mm二、外

3、形尺寸计算1、求焦距2、求出瞳直径3、求视场光阑大小4、求像方视场角5、求棱镜距物镜距C由上图中所示关系求得棱镜选用K9玻璃有得取则可得验证C值是否合理得故C值合理6）求综合上述计算得外形尺寸参数如下表参数名称参数数值参数名称参数数值120㎜L33.15㎜20㎜a14㎜5㎜b2㎜16.7824㎜22.1㎜c59.8㎜D16.574㎜22.0795㎜三、光学系统选型像差容限计算1、物镜1）选型相对孔径焦距视场角分析：该物镜相对孔径1:4，视场角不大，因此采用双胶合物镜。2）像差容限计算物镜需要教正球差、正弦差和位置色差A、球差B、正弦差用表示C、位置色差2、目镜1）选型：焦距由视场角、相对镜

4、目距比较得采用凯涅尔目镜成像质量较优2）像差容限计算目镜需要校正象散、场曲、畸变、子午慧差和倍率色差A、象散在视场中心<时，在视场中心为时，在视场中心>时，B、场曲在视场中心<时，在视场中心为时，在视场中心>时，C、相对畸变q绝对畸变在视场中心<时，容限5%在视场中心为时，容限7%在视场中心>时，容限12%D、子午慧差kT容限为：E、倍率色差在视场中心<时，在视场中心为时，在视场中心>时，全视场四、P.W.法求解初始结构参数（一）物镜1）求、、则2）计算平板初级像差平板选用K9玻璃2）由上述计算得物镜的像差要求SⅠ=0.006096SⅡ=-0.003404CⅠ=0.0036673）由SⅠ、

5、SⅡ求P.W.SⅡ=hzP+Jω归一化求薄透镜组的基本像差参量4）选取冕牌在前组合计算5）求色差系数6）根据和的值，从表中选取玻璃组合选取冕牌在前玻璃和火石在后玻璃查表得玻璃折射率为玻璃折射率为组合的双胶合薄透镜组的各系数为：7）求形状系数Q因值接近于故可以认为9)求规划条件下的透镜各面曲率10）求各曲面的球面半径11）计算透镜厚度查表得外镜（二）目镜1）接眼镜焦距入瞳位置2）根据初级像差理论，单个光组对无限远目标成像时，，3）选取玻璃对查表得的折射率的折射率组合透镜组的各系数为：4）计算Q值5）计算接眼镜各面半径求r1r2r3的值1）计算场镜参数有高斯定理有：取取选用K9玻璃平凸透镜，查

6、表得厚度d取4.5mm五、像差校正1、像差校正要求1）物镜校正要求A、焦距范围；B、透镜半径r1r2r3套用100系列标准半径；C、厚度取整，最多保留一位小数；D、各像差在像差容限内。2）目镜像差校正要求A、焦距范围B、透镜半径r1r2r3r4套用1000系列标准半径C、厚度取整，最多保留一位小数D、各像差在像差容限内。2、像差校正及像差曲线参考附录Ⅰ六、像质评价及光通衔接