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1、光学课程设计报告姓名：罗风光学号：U201013534班级：光电1005一、课程设计要求3二、设计步骤31.外形尺寸计算32.选型53.物镜设计5（1）初始结构计算5i.求h、hz>J5ii.平板的像差5iii.物镜像差要求6■求P、W6■归一化处理6■选玻璃7■求Q7■求归一化条件下透镜各面的曲率及曲率半径7■玻璃厚度8（2）像差容限计算8（3）像差校正9（4）物镜像差曲线114.冃镜设计12（1）初始结构计算12i.确定接眼镜结构12ii.确定场镜结构14（2）像差容限计算15（3）像差校正16三、光哺衔
2、接19四、像差评价20五、总体评价20六、零件图、系统图20七、设计体会23八、参考资料24、课程设计要求设计要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像。1、望远镜的放大率r=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23=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八设计步骤1.外形尺寸计算物镜焦距=4xD=120mm亠•D出
3、瞄直径D=—=5mmr■目镜焦距=罟二20mm分划板直径D2==16.7824加加分划板半径2=&39122由设计要求：视场边缘允许50%的渐晕，可利川分划板拦去透镜下部25%的光，利川平板拦去透镜上部的25%的光，这样仅有透镜屮间的50%的光能通过望远系统。/?-7.5_120-6/8.3912-7.5120根据要求，可取a=14mmo僻?彳导：h=S.2Slmm等效平板厚度D=2h=16.514mm所以棱镜展开的实际厚度：L=KD=33.1^mm取厶=33.5mm/335因此，等效空气平板厚度〃=二=—=
4、22山肋n1.5163h二£_cD/2~f；其小2为物镜到第一个棱镜前表面的最小距离。代入数据，得:&287120-c15120解得：c=53.1mm因为实际物镜到第一个棱镜前表面的距离c满足:c=20-a-b-2d-59.Smm其为普罗I型棱镜系统的两棱镜的距离，根据要求，取b=2mm由oc知，设计满足实际棱镜通光口径的限制。由物方视场2(0=&,可得：・、D目镜通光口径D.=[(/,+f2)tgco^-—]x2=22.0Smm分划板半径2=8.39122乂由：tgd=Ttgs=&g4°,可得:像方视场2
5、®=45.5°2.选型物镜：D/f=1:4,2^=8°,f=20mm冃镜：f=20mm2co=45.5°,D=5mm,/_>8〜10加加杳阅相关光学资料得，选择双胶合物镜和凯涅尔目镜。3.物镜设计（1）初始结构计算i.求h、hz、J入瞳半径/?=—=15mm2第二近轴光线在入瞳的入射高度仕=0u'=—=0」25120，，・15拉赫不变量J=nuy=nuy=1x—x8.3912=1.0489120ii.平板的像差由条件：d=33.52=64」u=0」25uz=4°=0.0698radw2_iSIP=-d—u=
6、-0.006096ns〃严S/pX—0.003404uCIP=一一u2=-0.003667w广iii.物镜像差要求物镜像差要与平板像差以前校止，因此物镜与平板相应的像差z和应为零:S,=-SIP=0.006096S〃=%=-0.003404Cf=-Clp=0.003667■求P、W由S,=hP,Su=h:P+JW=JW(hz=0)得P=^=0.0004064h£用=泡=-0.0032453J■归一化处理7=—^=0.20808伽)—wW=——-=-0.2077(切)一rC=-^-=0.001956h2(p又望
7、远物镜物在无穷远，所以:00p=Pw"=w(_2C)=p°—0.85W^+O.l=0.19822(冕牌玻璃在前)/■选玻璃根据C=0.001956与C）的值杳光学设计手册，可知BaK2-ZF2玻璃对在C=0.001956时,P（）=0.2602,较为接近。选择BaK2-ZF2玻璃对。由光学仪器手册町查询到BaK2-ZF2玻璃对的详细信息:£)=0.2602,©=-4.2085,=-0.07375=2.0311,=2.4050,K=1.7025=1.5399,n2=1.6725=40479=4.3691—0
8、0Q=(-4.0479-4.0432)/2=-4.0456求归一化条件下透镜各面的曲率及曲率半径=1.5846p2=Q+®=—2.17740=Q+1n2-1=-0.6442斤=—=15.13mmp=-=-55.11/??/?:Pi^=—=-186.28m/??P玻璃厚度凸透镜：10上邑^=1.9258凸透镜最小中心厚度为dx=x}+t+
9、x21=5.5068凹透镜：t2=£）+8（卜2〔一卜
