光学设计 对称式目镜

《光学设计 对称式目镜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、电气工程学院课程设计评审意见表指导教师评语：认真正确完善完善较为合理合理工作态度较认真理论分析一般软件设计一般不认真较差较差平时成绩：指导教师签字：年月日图面及其它成绩：答辩小组评语：清晰正确基本掌握优化设计基本正确原理了解不正确不清楚答辩成绩：组长签字：年月日课程设计综合成绩：答辩小组成员签字：年月日摘要随着科学技术的发展，光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。光学仪器的核心部分是光学系统，光学系统成像质量的好坏决定着光学仪器整体质量的好坏，一个高质量的的成像光学系统是要靠好的光学设计去完成。因此说，光学设计是实现各种光学仪器的基础。光学系统设计指的是根据仪器所提出的使用要求

2、，来决定满足各种使用要求的数据，即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸和光组的结构等。如今，光学系统的设计可分为两个阶段：一、外形尺寸计算；二、像差设计。进行光学设计也有两种不同的方法：其一，是把已有的物镜的结构形式作为初始结构，进行像差校正；其二，是根据所选定的结构形式，按初级像差理论求解初始结构，在进行像差校正。其中像差校正方法有两种：一是人工单因素校正，即有设计者根据系统像差情况，改变系统的一个结构参数（r、d、n）,再进行光路计算，重复这样的过程，直至达到满意的成像质量。另一种是用电子计算机，按优化理论和统计理论对光学系统各个参数同时给出不同的该变量，进行像差校正，重复

3、多次运算（每次运算称为一次迭代），可达到满意的像质，称为像差自动平衡，也有人对初始结构做像差自动平衡，再做人工单因素自动校正。本次课设在初始结构设计过程中主要采取第一种方法，将已有的物镜的结构形式作为初始结构，主要任务集中在用电子计算机，按优化理论和统计理论对光学系统进行像差校正，得到理想的对称式目镜。关键字：光学设计像差校正目录摘要1目录3第一章初始结构41.1对称式目镜相关介绍41.2确定初始结构参数4第二章缩放法设计对称式目镜62.1焦距缩放62.2优化前结构与图像分析72.2.1透镜输出72.2.2像质评价报告8第三章对称式目镜优化103.1曲率半径优化103.2Th

4、ickness优化113.3优化后分析总结15第四章学习心得体会15第五章参考文献17第一章初始结构1.1对称式目镜相关介绍对称式目镜是目前应用很广的一种中等视场目镜，结构如图（1-1）所示：图1-1它由两个双胶合透镜组成，可惊奇看做一个薄透镜租来近似的分析像差性质。对称式目镜的特点是垂轴色差和轴向色差都能得到很好的矫正，出瞳距离较大，可以达到，视场大约为。并且与其他目镜相比较，对称式目镜具有较小的场曲，是中等视场的目镜中像质较好的一种，出瞳距离也比较大，有利于缩小整个仪器的体积和重量，因此在一些中等倍率和出瞳距离要求较大的望远系统中使用的很多。1.2确定初始结构参数本次课程

5、在目镜设计过程中从一些专利文献和镜头手册中选出一些光学特性与所设计的目镜尽可能接近的资料作为初始结构。根据各种类型目镜基本光学特性之间的关系，确定所以选型是否合适，这关系到整个显微物镜设计的成败。本次课设要求的参数为焦距、视场、出瞳直径本次课设所选定的初始结构及各参数查自《光学设计手册》，初始参数如表-1所示：表-1面数r/mmd/mm材料Object6159.721.2F3219.676K93-24.480.1424.486K96-19.671.2F37-59.7214.56Image1）打开ZMAX软件，添加surface个数，将上表中r，d值分别输入radius和thi

6、ckness列，所选玻璃输入至glass列。2）点击Gen（general），先将入瞳直径设为3，在之后的优化过程中再进行调试和变更。3）点击Fil(fielddata),选择Angel,设定y.视场分别为0、21、30,即选择光轴光线，0.707带光线和边缘光线三类光线。4）点击EditorsMeritFunctionTools，加入EFFL项，选择第2波长，设定Target为20.006,Weight值为1。得到系统平面剖面组图-1初始数据lay模拟图第二章缩放法设计对称式目镜2.1焦距缩放设初始结构焦距为，缩放后结构焦距为，计算公式为：其中：、分别为初始和缩放后结构的曲

7、率半径；其中：、分别为初始和缩放后结构的透镜厚度和间隔。因为得到，将初始结构参数带入上公式，得到缩放后的和。列如下表-2：表-2面数r/mmd/mm材料Object121119.442.4F3239.3412K93-48.960.2448.9612K96-39.342.4F37-119.4429.12Image表-2中所示即为符合本次课设要求的目镜初始数据，将此数据作为本次课设后续说明中像差校正和光学系统优化的基本数据。按照上述过程在ZEMAX软件中输入计算后的数据，至此，数据输入工作基本完成，出现了如