雙筒棱鏡望遠(yuǎn)鏡_課程設(shè)計

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1、雙筒棱鏡望遠(yuǎn)鏡設(shè)計班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)老師：目錄一、設(shè)計任務(wù)二、外形尺寸計算三、像差容限計算和選型四、P、W法計算初始結(jié)構(gòu)五、像差像差數(shù)據(jù)和曲線六、像質(zhì)評價和光瞳銜接七、學(xué)習(xí)體會八、光學(xué)零件圖和系統(tǒng)圖一、設(shè)計任務(wù)雙筒棱鏡望遠(yuǎn)鏡設(shè)計，采用普羅I型棱鏡轉(zhuǎn)像，系統(tǒng)要求為：1、望遠(yuǎn)鏡的放大率Γ＝6倍；2、物鏡的相對孔徑D/f′＝1：4（D為入瞳直徑，D＝30mm）；3、望遠(yuǎn)鏡的視場角2ω＝8°；4、儀器總長度在110mm左右，視場邊緣允許50%的漸暈；5、棱鏡最后一面到分劃板的距離>＝14mm，棱鏡采用K9玻璃，兩棱鏡間隔為2～5mm。6、lz′>8～10mm二、外形尺寸計算已知望遠(yuǎn)鏡

2、為參數(shù)：Γ＝6，D/f′＝1：4，D＝30mm，2ω＝8°，L=110mm視場邊緣允許50%的漸暈；棱鏡最后一面到分劃板的距離>＝14mm1．求，2．求出瞳=5mm3．求視場4.求5．計算棱鏡由棱鏡幾何關(guān)系知K=L/D=2設(shè)棱鏡高h(yuǎn)，則mmD=2h=16.574mmL=2D=33.15mm取d=33.5mm6.計算目鏡到棱鏡距離設(shè)物鏡與棱鏡的距離為d,則d需滿足mm三、相差容限計算和選型1.象差容限（1）物鏡像差容限①球差10H球差容限0.707H球差容限②正弦差③色差在0.5OH接近0（2）目鏡像差容限目鏡需要校正的有正慧差、像散、場曲、畸變、倍率色差2.選型（1）物鏡選型望遠(yuǎn)

3、鏡物鏡視場較小，需要校正球差、色差和正弦差等軸上色差。根據(jù)物鏡特點和要求選擇：雙膠合物鏡。雙膠合物鏡結(jié)構(gòu)簡單，制造裝配方便，光能損失小，玻璃選擇得當(dāng)，可以同時校正球差、色差和正弦差，適用于小孔徑的使用場合，視場角小于。對于有棱鏡轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡，采用物鏡和棱鏡互補(bǔ)的方案校正像差。（2）目鏡選型目鏡特點：小孔徑，大視場，短焦距，光闌遠(yuǎn)離透鏡組的光學(xué)系統(tǒng)，軸上像差較小，軸外色差難校正。根據(jù)目鏡特點和設(shè)計要求選擇：凱涅爾目鏡。凱涅爾目鏡特點:增加一個膠合面用來校正倍率色差，同時把場鏡和接遠(yuǎn)目鏡的間隔進(jìn)一步減小，結(jié)構(gòu)減小，場曲減小。成像質(zhì)量優(yōu)于冉斯登目鏡，視場大于冉斯登目鏡，視場約為到之

4、間。四、P、W法計算初始結(jié)構(gòu)1、物鏡計算（1）選取雙膠合物鏡D=30mm，h=15mm,hZ=0,J=n’u’y’=1.0489,其中（2）計算平板象差u=0.125，uZ==-0.0698，,,(2)物鏡象差由物鏡和棱鏡互補(bǔ)得；①求②求P、W③求、④求⑤求取冕牌在前，則根據(jù)及查閱《光學(xué)儀器設(shè)計手冊》，選取玻璃BaK2（）和ZF2（）另查表得，，,，，求形狀參數(shù)：（1）（2）從式（1）求得的兩個Q值和式（2）求得的Q值進(jìn)行比較，取其接近(2)式的值與（2）式值求平均值，得⑤計算透鏡各面半徑雙膠合薄透鏡組的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括三個折射球面的曲率半徑（），兩種玻璃材料的折射率（）和平均色散（

5、）。在規(guī)化條件下，雙膠合薄透鏡的，則有：式中，分別為兩個透鏡的光焦度，由上式得：若玻璃材料已選定，光焦度也確定的條件下，只要確定三個折射球面曲率半徑之一，其余兩個也就確定了。因此，三個半徑也只有一個獨立變數(shù)，故雙膠合薄透鏡組以或為獨立變數(shù)，并以阿貝不變量Q來表示之：透鏡彎曲的形狀由Q決定，所以Q稱為形狀系數(shù)。綜上所述，用以表示雙膠合薄透鏡的全部獨立結(jié)構(gòu)參數(shù)為：。至于球面半徑或其曲率，可由下式求得：由由上式計算得：⑥求兩個透鏡的中心厚度：求各個折射面的矢高：當(dāng)代入數(shù)據(jù)得：凸透鏡的邊緣最小厚度的計算：凹透鏡的邊緣最小厚度的計算：求第一塊透鏡的中心厚度：求第二塊透鏡的中心厚度：2、目鏡

6、計算（1）選取凱涅耳物鏡出瞳，，，（2）求結(jié)構(gòu)參數(shù)接目鏡由物鏡出瞳與目鏡入瞳相對于物鏡成共軛關(guān)系可得，其中d取18mm，可取其中場鏡取K9玻璃，則n=1.5163，，?。?）選取玻璃，計算半徑①根據(jù)計算結(jié)果選取火石在前，選取ZF3玻璃（）和ZK3玻璃（）查閱設(shè)計手冊的：，，，，，，，②計算、：=2.531771③計算r1、r2、r3：由計算得：④目鏡取，五、像差數(shù)據(jù)和曲線(1)、物鏡像差數(shù)據(jù)1.初始參數(shù)物距半視場角(°)入瞳半徑0415系統(tǒng)面數(shù)色光數(shù)實際入瞳上光漸暈下光漸暈7301-1理想面焦距理想面距離00面序號半徑厚度玻璃STO73.45006.10012-56.75002.

7、900BAK23-199.070054.900ZF240.000033.500150.00002.000K960.000033.500170.000014.379K9☆定義了下列玻璃:BAK21.53991.5462761.537226ZF21.67251.6874721.666602K91.51631.5219551.513895-------計算結(jié)果--------1.高斯參數(shù)有效焦距(f')后截距(L')前截距(L)像距(l')120.0174114.37867-118.8