应用光学课程设计-8倍观察镜的设计.doc

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1、应用光学课程设计倍观察镜的设计二•设计要求全视场：2（0=7°；岀瞳直径：d=5mm；镜目距：p=20mm；鉴别率：a=6"；渐晕系数：k=0.55；棱镜的出射面与分划板之间的距离：a=10mm；棱镜：别汉屋脊棱镜，材料为K10；目镜：2-28o三•设计过程（-）目镜的计算1.口镜的视场角tan^ytan^y1>=20=52.1451。tan3.52•由于目镜存在负畸变（3%〜5%）,所以目镜的实际视场角为：2心=20(1+5%)=52.1451x1.05=54.7524°3•目镜的选型：目镜2-28如下图所示:相应

2、的系统参数为：/f=20.216mm;2少=57。;S广=4.49/wm;(1-5mm其结构参数如下表所示:rdnDV①效OO5.31.552463.324.1-25.240.225.450.935.51.552463.327.5-50.930.227.525.5310.01.487470.026.1-25・531.81.728028.324.217.9896.01.487470.021.8-157.0421.64.目镜倒置目镜倒置后的结构参数如下表所示:rdnDV①效157.046.01.487470.0-17.9

3、891.81.728028.325.5310.01.487470.0-25.530.250.935.51.552463.3-50.930.225.245.31.552463.3oo5.手动追迹光线，求出倒置后的Sr用/表进行目镜近轴光的追迹，如下表所示:通过光线追迹得到Sf=18.276mm6.计算出瞳距p5望远系统的结构图如图所示:分划板目镜岀瞠码（必）由于孔径光阑是物镜框，则孔径光阑经目镜所成的像为出瞳，则X=■ep-sf.>=>/；(//—S广)=—/；=>(p-Sr)=辛^,=flfl.T8.2760+警=2

4、0.803呦求得的出瞳距p=20.803mm与设计要求p=20mm较接近，因此选择的目镜满足要求。（-）物镜的计算1.物镜焦距=>Z：=r.<=8x20.216=161.728/n/n1.物镜视场2s二7。2.物镜入瞳直径r=F=7^D=rJ=8x5=40,MW3.物镜的相对孔径D_1_I7=JjD=4.04324.物镜的选型本设计的相对孔径和视场角都不大，可以选择较简单的双胶合物镜结构形式。如图所示：（三）分划板的计算1.分划板直径：分划板放置在物镜的像方焦平面处，如图所示:2.分划板厚度d分及其公差分划板直径厚度

5、及其公差到101・5±0・3>10〜182±0.3>18〜303±0.5>30〜504±0.5>50〜805+0.5根据分划板直径D分二19.7834mm,下表得d分二3±0・5mm1.鉴别率140"~D~140"40=3.5*6"因此，满足要求。（四）棱镜的计算1.棱镜的选型1.棱镜的展开长度L=KxDi：k=>K=5A553・d棱的求取，如图所示:2x161.728D枚=%+2（。+d）Uina=19.9204572+0.01370572〃tan.=耳』=0皿4"9祸4=°°。您2862优-5.1550,d=L/

6、n=KD”In=“1.5182=>D核=20.89275mm由于棱镜需耍安装固定，因此棱镜的实际使用％应在求得值基础上适当增大，可取增量2mm,将值进行规整得：£>1；=23mm,d=70.9407mm,L=107.702mm4•求b值初步确定系统的结构形式如图所示：T岀遽1b=/；—a—2=161.728—10—70.9407=80.7873加加四•像差计算望远镜物镜属于小像差系统，因此只考虑球斧、正弦差及位置色差。(—)棱镜初级像差(1)%如图所示:込亠“123664f161.728JO=>um=7.04966°

7、=0.12304m〃(2)Ufc恢~r,xL=-—x(6)拉赫不变量uz=-co=-3.5°=-0.061087(3)棱镜的球差•Y—1rI5

8、QO21二2“5血宀。7.7。2><。」2304一。.3。4呦(4)棱镜的正弦差SC；.==LAV.x^=0.304x「。曲⑷=-0.001877加加恢2n3卩松卩19.7834/2(5)棱镜的位置色差tr—I叱x回士U.41075〃”58.95L51822197834=1.21707J=“]"〃)「=1x0.12304x(-)物镜初级像差(1)物镜的球差乙4物=—乙4棱=

9、—0.304mm(2)物镜的正弦差SC物=—SC校=0.001877/n/n(3)物镜的位置色差i■ALrc物=-△£，(；校=-0.41075/mn(三)双胶合物镜的结构参数(1)像差系数球差系数：£S[=-2,九;XL4物=-2X1X0.123042x(-0.304)=0.009204正弓玄差系数：£S

10、

11、=-2丿xSC物=-2x1.217