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《畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于zemax的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告—內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)物鏡的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、目錄一、前言1二、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1三、外形尺寸計(jì)算2四、初始結(jié)構(gòu)的選型和計(jì)算6五、利用zemax優(yōu)化及評(píng)價(jià)8六、設(shè)計(jì)心得體會(huì)12七、參考文獻(xiàn)13內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)物鏡的設(shè)計(jì)一、前言內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡是一種具有多種用途、使用方便的光學(xué)檢調(diào)儀器,它可以作為自準(zhǔn)直儀和可調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡使用。因此它廣泛地應(yīng)用于光學(xué)實(shí)驗(yàn)室、光學(xué)加工車間和光學(xué)裝校車間作為檢驗(yàn)和調(diào)校工具。例如,作為內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡使用時(shí)：可以用來(lái)檢驗(yàn)導(dǎo)軌、平面或直尺的“直線性”,基面之間的“垂直性”,平面之間的“平行性”以及不同直徑孔徑之間的“同軸性”；作為自準(zhǔn)直儀使用時(shí)：可檢測(cè)平面間的角度,光學(xué)平行平板兩表面的楔角以及觀測(cè)星點(diǎn)等等。內(nèi)
2、調(diào)焦是針對(duì)外調(diào)焦而言的，外調(diào)焦是指通過(guò)直接移動(dòng)目鏡或者物鏡進(jìn)行調(diào)焦，內(nèi)調(diào)焦是指移動(dòng)鏡頭組之間的一組鏡片來(lái)調(diào)焦.內(nèi)調(diào)焦廣泛運(yùn)用在某類結(jié)構(gòu)的防水產(chǎn)品上，優(yōu)點(diǎn)是密封性好一些，但是若設(shè)計(jì)不當(dāng)視野會(huì)相對(duì)窄。二、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)技術(shù)條件如下：相對(duì)孔徑D/f’=1/6.58合成焦距f’=250mm物鏡筒長(zhǎng)L=165mm（薄透鏡筒長(zhǎng)）物方半視場(chǎng)角w=-2°第12頁(yè)三、外形尺寸計(jì)算根據(jù)上圖進(jìn)行光路計(jì)算式中，L，f’已知，當(dāng)假設(shè)d0后便可由上述三式求得φ1、φ2、和l2’。相應(yīng)地，φ1、φ2可按下述二式求得計(jì)算結(jié)果如表所示d0/mm25507582.5100125150165f1’/mm5
3、6.81892.595117.18123.13135.14148.81159.57165第12頁(yè)f2’/mm-41.17-67.65-79.41-80.10-76.47-58.82-26.470由上表知，當(dāng)Q給定后，f1’隨d0的增加而增加，-f2’開(kāi)始隨d的增加而增加，到L/2時(shí)隨d0的增大而減小。對(duì)于內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)物鏡而言，正透鏡組焦距增大，就減少了物鏡組的相對(duì)孔徑，從而使物鏡的結(jié)構(gòu)可以取較簡(jiǎn)單的形式。負(fù)透鏡組焦距變短，調(diào)焦時(shí)較靈敏，但透鏡組可移動(dòng)范圍△d縮小，隨之d0的增大，后工作距離l’z下降，儀器最近工作距離變大它的計(jì)算公式為：實(shí)踐計(jì)算表明，縮短系數(shù)Q增大，f
4、1’,-f2’,lmin,l2’△d都隨著增大，以同樣考慮d0的原則考慮Q。經(jīng)過(guò)推算，大致確定選取d0=119.314mm，對(duì)應(yīng)的f1’=146.370mm,f2’=-65.270mm。四、初始結(jié)構(gòu)的選型和計(jì)算1.物鏡初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算為使物鏡初級(jí)位置色差、初級(jí)球差、初級(jí)正弦差等于0。求P0值：因?yàn)槲镧R于外界空氣接觸，所以雙膠合物鏡去冕牌玻璃在前較為適宜，則由光學(xué)儀器設(shè)計(jì)手冊(cè)知選用K9和ZF2玻璃對(duì),φ第12頁(yè)1=2.009404，A=2.443344，K=1.721672，Q0=-4.284074，P0=0.038319，W0=-0.060990，K9:nD=1.
5、5163nF=1.52169nC=1.5139v=64.1ZF2:nD=1.6725nF=1.68747nC=1.6666v=32.2求透鏡形狀參數(shù)：求各面規(guī)劃曲率：求薄透鏡各面實(shí)際曲率半徑：薄透鏡變換成厚透鏡：物鏡通光口徑：DA=f’/6.58=250/6.58mm=38mm查《實(shí)用光學(xué)技術(shù)手冊(cè)》知用壓圈法固定，所需余量為2.5mm。得其直徑為D=40.5mm對(duì)凸透鏡取d1=7.95mm對(duì)凹透鏡：一般可取d2=D/10=4.05mm以致加工時(shí)不變形由薄透鏡追跡一條第一近軸光線，得各面u角：第12頁(yè)123l-r265.8003-64.3478510.3407-189
6、.182l-r*u/r（h1）1990.5094330.14820.0714822-64.3478699.52270.0372300-189.182i*n/n’0.20993321/1.5163-0.36675251.5163/1.6725-0.13766321.6725/1i’*r/u’0.138451090.50490.0714822-0.3325004-64.34780.0372300-0.2302403-189.1820.1298079l’-r/r175.294590.5094574.6885-64.3478335.5520-189.182L’265.800
7、3510.3407146.3700-d00l265.8003510.3407Lu/u’L’190.0714822265.800318.999980.0372300510.340718.999980.1298079146.3700相應(yīng)第一近軸光線在后透鏡各面高度為第12頁(yè)而后透鏡各面曲率半徑可按下式算得：2.調(diào)焦鏡初始結(jié)構(gòu)的計(jì)算(1)求P0值：考慮像差與物鏡基本相同，此處只列出結(jié)果(2)選取玻璃組合：查《實(shí)用光學(xué)技術(shù)手冊(cè)》表1.2-16得F2和LaK2玻璃組合比較合適相應(yīng)其玻璃折射率和阿貝常數(shù)如下：(3)求薄透鏡形狀參數(shù)：第12頁(yè)取Q=2.083958(4)求薄透
