光學(xué)設(shè)計(jì)概要與像差校正

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1、光學(xué)設(shè)計(jì)成象理論（外形尺寸計(jì)算）象差理論（完善光學(xué)系統(tǒng)）設(shè)計(jì)典型光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)的理論設(shè)計(jì)報(bào)告：系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)象差曲線圖光學(xué)零件圖紙計(jì)算的打印結(jié)果完成：雙筒棱鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的要求光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一光學(xué)系統(tǒng)的基本特性NA,D/f′,f′,β,L,L′Y,Y′,2w，2w′,D入瞳,D出瞳,Lz′外形尺寸:計(jì)算垂軸與沿軸尺寸三成象質(zhì)量:滿足第二節(jié)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述由使用要求決定光學(xué)系統(tǒng)的性能參數(shù)、外形尺寸和各光組結(jié)構(gòu)分四個(gè)階段：外形尺寸計(jì)算初始結(jié)構(gòu)計(jì)算象差校正象差平衡及象質(zhì)評(píng)價(jià)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)要求光學(xué)系統(tǒng)的基本特性外形尺寸：橫向

2、及縱向尺寸各組光瞳之間的銜接三成象質(zhì)量光學(xué)系統(tǒng)的外形尺寸計(jì)算由物鏡和目鏡組成的望遠(yuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和光束限制望遠(yuǎn)鏡光路圖：出射光瞳目鏡視場(chǎng)光闌物鏡1'-fD'三、開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸計(jì)算已知筒長(zhǎng)L、Γ、ω，求開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡外形尺寸。y'z'y'x'y"x"z"(F反射棱鏡成像特性:在光路中相當(dāng)于平行平板軸向位移△L′=d(1-1/n)簡(jiǎn)單棱鏡棱鏡復(fù)合棱鏡屋脊棱鏡｛棱鏡展開(kāi)：沿反射面的次序依次展開(kāi)等效空氣層的厚度z'y'x'y"x"z"簡(jiǎn)單望遠(yuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不考慮反射倒象棱鏡結(jié)構(gòu)計(jì)算：物鏡與目鏡的焦距物鏡的通光孔徑、孔闌、出瞳直徑、視場(chǎng)光闌直徑

3、、目鏡視場(chǎng)角、鏡目距、目鏡通光孔徑、視度調(diào)節(jié)量、物鏡目鏡結(jié)構(gòu)視度調(diào)節(jié)△=mm帶有棱鏡轉(zhuǎn)象系統(tǒng)的望遠(yuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：2D/n(等效空氣層厚度）25％目鏡擋住了25％棱鏡擋住了目鏡y'設(shè)計(jì)要求：雙筒棱鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（采用普羅I型棱鏡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)象）г=6，D/f′=1/4，2w=8?視場(chǎng)邊緣有50%的漸暈棱鏡漸暈25%目鏡漸暈25%棱鏡最后一面到分劃板距離>14mm可以為15、16、17、18mm.否則第一個(gè)棱鏡會(huì)擋住平行光束出瞳距離Lz′>8-10mm目鏡望遠(yuǎn)物鏡物鏡要與棱鏡產(chǎn)生的象差平衡（五角屋脊棱鏡要考慮與物鏡的象差平衡）△l′=d(

4、1-1/n)等效空氣層厚度d=d/n好處：光線通過(guò)厚度為d的空氣層，光線不偏折等效空氣平板：光線經(jīng)過(guò)MOPN后，在NP面上B點(diǎn)出射情況與光線經(jīng)過(guò)MORQ后在T點(diǎn)出射情況完全相同，不同的是經(jīng)過(guò)MOPN有折射，經(jīng)過(guò)MORQ則沒(méi)有，稱(chēng)MORQ為MOPN的等效空氣平板，令其厚度為。先定棱鏡口徑外形尺寸：NA,D/f′,f′,β,L,L′Y,Y′,2w,D入瞳,D出瞳,Lz′孔闌的設(shè)置：位置、大小?？钻@大小由光照度、分辨率、成像質(zhì)量確定顯微物鏡NA，照相物鏡D/f′系統(tǒng)F1'不同光學(xué)系統(tǒng)孔闌設(shè)置｛遠(yuǎn)心光路：目鏡：出瞳和眼瞳重合顯微物鏡：孔

5、闌在低倍物鏡框上物方：孔闌在象方焦面上像方：孔闌在物方焦面上視闌的設(shè)置：一般在物、像面上圖書(shū)館｛光學(xué)儀器設(shè)計(jì)手冊(cè)（上）實(shí)用光學(xué)設(shè)計(jì)方法與現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)工程光學(xué)設(shè)計(jì)光學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)由任務(wù)書(shū)畫(huà)光路圖、計(jì)算光學(xué)參數(shù)物鏡：D/f′=1/4，D=30,f1′=120,目鏡：г=6,г=-f1′/f2′,f2′=20.沿軸尺寸較好計(jì)算，口徑如何計(jì)算？孔徑中心能量最大，要攔邊緣光系統(tǒng)y'漸暈50％2'z'1'棱鏡設(shè)計(jì)：形狀厚度：查光學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)校象差：物鏡和棱鏡象差一起校正｛y′=f物′tgω′г=tgω′/tgωa≥14(不超過(guò)20)b定為

6、2mmC=f′–2d–b–a棱鏡2nd=2d=67,2d=67/n=67/1.5162保證不擋軸上光線C≥53.7024目鏡焦距知道，目鏡口徑可由漸暈求出幾何計(jì)算a=14=7.5′′求出h1高，兩塊棱鏡一樣大｛}h1=?棱鏡厚4h1,半口徑8.5，假設(shè)高8.5，厚度d=8.5х4=34等效空氣平板厚d=d/nD/f1′=1/4f1′=120系統(tǒng)等效光路圖f1'F1'11059正視圖俯視圖14F1'(F2)20目鏡物鏡c=f'-d1-b-d2-a=5916a=14b=2ⅠdⅡdⅠdⅡ=34/1.5163=d/n=22.42系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7、圖z'y'x'y"x"z"c=59b=2a≥142'=20=30=1.5163平板的d=4×８.３等效空氣平板厚d=d/nc=59b=2a≥142'=20=30=1.5163平板的d=4×８.３等效空氣平板厚d=d/ny'漸暈50％2'z'f1'有兩個(gè)漸暈棱鏡最后一面:擋上邊25%光束目鏡：擋下邊25%的光束｛望遠(yuǎn)物鏡選型：P410課本｛物鏡D/f1′=1/4，D=30,f1′=120雙膠合物鏡雙分離物鏡三片型物鏡攝遠(yuǎn)物鏡物鏡可選雙膠合｛f′=120D/f′=1/4目鏡型式г=tgω′/tgω=-f1’/f2’2ω′Lz′f2′

8、冉斯登目鏡2ω：30?-40?相對(duì)鏡目距Lz′=1/4凱涅爾目鏡2ω：40?-50?相對(duì)鏡目距Lz′=1/2可選凱涅爾目鏡仔細(xì)計(jì)算外形尺寸顯微系統(tǒng)：p410照明系統(tǒng)目鏡焦面與成象象面重合P388畫(huà)顯微鏡的光學(xué)原理圖NA=0.1NA=nsinu=0.1β=-2Si