光学设计绪论.ppt

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1、光学设计光学设计教程第一章绪论1.1光学设计的发展概况1.2光学设计的具体过程和步骤1.3仪器对光学系统性能与质量的要求11.1光学设计的发展概况光学设计概念光学系统设计初步设计像差设计光学结构设计21.1.1、光学设计概念——这一阶段是根据仪器总体的技术要求（性能指标、外形体积、重量以及有关技术条件），从仪器的总体（光学、机械、电路及计算技术）出发，拟定出光学系统的原理图，并初步计算系统的外形尺寸以及系统中个部分要求的光学特性等。1、初步设计2、像差设计——根据初步设计的结果，确定每个透镜组的具体机构参数（半径、厚度、间隔和材料），以保证满足系统光学特性和成像质量的要求。31.1.2

2、、光学设计的发展光路计算是指对于不同结构参数的光学系统，由同一物点发出的光线，按照折射、反射定律，用数学方法计算若干条光线，然后根据光线通过系统后的成像质量或者是像差情况来修改结构参数，重复上述计算，直到成像质量满足要求为止。光学设计的发展人工设计光路计算（像差计算）计算机自动设计自动设计就是让计算机代替人工来做像差分析和自动修改结构参数的工作。41、制定合理的技术参数使用要求：环境条件技术参数2、系统的总体设计和布局成功的前提条件理想光学理论公式光学实现原理方案外形尺寸放大倍率线（角）视场或焦距数值孔径（相对孔径）共轭距后工作距光阑位置外形尺寸3、光组的设计选型确定初始结构参数像差校

3、正1.2光学系统设计的具体过程及步骤51)、选型光组为单位（一对物像共轭面之间所有的光学零件）设计的出发点目镜物镜望远系统显微系统照相摄影系统孔径视场焦距3、光组的设计6所求结构2)、初始结构计算和选择A、解析法初级像差理论外形尺寸曲率半径、厚度、间隔、玻璃折射率和色散B、缩放法性能相近的结构查手册整体缩放系数K3、光组的设计像差分析优化平衡3)、像差校正、平衡、像质评价计算机辅助设计和像差自动校正程序（Oslo，tracepro，ZEMAX，Code等）质量目标74、长光路的拼接与统算判据：像差评价光组的位置光组的结构质量目标光学设计步骤系统选型分配元件光焦度和间隔初级像差校正减小残

4、余像差(高级)1.2光学系统设计的具体过程及步骤81.3.1光学系统的基本特性1.3仪器对光学系统性能与质量的要求1.3.2光学系统的外形尺寸1.3.3成像质量成像质量和光学系统的用途有关，不同的光学系统按其用途可提出不同的成像质量要求。1.3.4仪器的使用条件要求系统具有一定的稳定性、抗震性、耐热性和耐寒性，还要考虑在技术和物理上实现的可能性。9