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1、中北大學光學設計課程設計說明書下達任務書日期:2017年6月5日課程設計任務書1.設計目的:本設計目的是設計顯微鏡,利用ZEMAX軟件設計系統(tǒng),掌握顯微鏡的設計方法,完成系統(tǒng)設計。2.設計內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等):1、設計內(nèi)容:學習顯微鏡的工作原理,掌握顯微鏡的特性,并根據(jù)其特性在zemax中構建顯微物鏡的初始模型,根據(jù)參數(shù)要求進行光路仿真和性能優(yōu)化。設計一種李斯特型顯微物鏡,采用兩個相距較遠的雙膠合透鏡,進行優(yōu)化,使像質評價達到衍射極限。2、技術指標:(1)物鏡放大倍
2、率為5,10,12任選一個;(2)數(shù)值孔徑NA為0.25;(3)物到像總距離為195mm;(4)有效焦距為16.25mm;(5)物體直徑為1.8mm;(6)波長0.51um,0.55um,0.61um;(7)初始膠合玻璃為K5和F2;(8)玻璃厚度最小值2mm,最大值12mm,邊緣最小厚度2mm。(9)選用合適的10倍放大倍率目鏡,完成顯微鏡系統(tǒng)設計和優(yōu)化。3、設計要求:(1)要求掌握顯微物鏡的工作原理和設計方法,學習zemax軟件的使用;(2)進行光路仿真優(yōu)化,進行像質評價分析,撰寫設計總結報告。
3、3.設計工作任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕:1顯微鏡相關參數(shù)設置;2zemax光路仿真程序,仿真結果;3課程設計說明書。課程設計任務書4.主要參考文獻格式:1林曉陽編著.ZEMAX光學設計超級學習手冊.北京:人民郵電出版社,2014.04.2張國順.光纖傳感技術.北京:水利電力出版社.19883李澤民.光纖通信.北京:科學技術文獻出版社.19924華家寧.現(xiàn)代光學技術及應用.南京:江蘇科學技術出版社.19945陳軍.現(xiàn)代光學及技術.杭州:浙江大學出版社.199
4、66蘇顯渝.信息光學.成都:四川大學出版社.19957胡鴻章.應用光學原理.北京:機械工業(yè)出版社.19938[日]內(nèi)順平.光學概論.北京.朝倉書社.19875.設計成果形式及要求:1zemax光路仿真圖;2課程設計說明書。6.工作計劃及進度:2017年06月05日—2017年06月9日下達設計任務書,學生熟悉設計內(nèi)容;2017年06月10日—2017年06月12日查閱參考資料,確定基本設計方案;2017年06月13日—2017年06月16日基本參數(shù)計算,仿真設計;2017年06月17日—2017年0
5、6月20日系統(tǒng)優(yōu)化設計;2017年06月21日—2017年06月22日完成課程設計報告;2017年06月23日課程設計答辯。學科部副主任審查意見:簽字:年月日設計說明書應包括以下主要內(nèi)容:??(1)封面:課程設計題目、班級、姓名、指導教師、時間??(2)設計任務書??(3)目錄??(4)設計方案簡介??(5)設計條件及主要參數(shù)表??(6)設計主要參數(shù)計算(7)主要設計過程及設計結果分析??(8)設計評述,設計者對本設計的評述及通過設計的收獲體會??(9)參考文獻具體要求:1、全部宋體,正文小四,標題
6、四號加粗,1.5倍行距;2、課程設計材料紙幅大小為A4,裝訂順序為:課程設計說明書(或論文)封面、課程設計任務書、目錄、正文、參考文獻(資料);3、設計說明書要求圖文并茂,條理清晰,分析詳實;3、圖表都要有圖標,且用5號宋體;4、參考文獻根據(jù)任務書給出的范例格式寫,同時要附在任務書參考文獻中;5、每組同學都要有自己獨特的地方,杜絕一組同學完全相同!目錄第一章緒論11.1顯微鏡物鏡系統(tǒng)的特點11.2物鏡基本類型11.3初級像差理論2第二章顯微物鏡設計及相關參數(shù)32.1所采用的設計方案32.2系統(tǒng)的特點
7、及主要像差42.3初始結構參數(shù)確定51、計算外部尺寸52、確定像差校正方程63、確定第二塊透鏡的結構7第三章ZEMAX優(yōu)化設計83.1初始結構的像質分析83.2優(yōu)化設計93.3像差分析101、設置評價函數(shù)102、開始優(yōu)化113、繼續(xù)優(yōu)化11第四章系統(tǒng)裝配圖及鏡片工程圖12第五章心得體會13摘要:顯微鏡是有著漫長發(fā)展史的經(jīng)典光學儀器之一,它的性能在不斷提高,但顯微物鏡工作距離短在很大程度上限制了其應用。隨著市場對長工作距離顯微鏡的迫切需求,其研發(fā)將具有重要意義。本文根據(jù)設計要求,初定物鏡結構,然后利用
8、ZEMAX進行設計、優(yōu)化,給出了一工作距離150mm、線視場0.8、放大倍率5倍、分辨力6μm的折射式以及折反射式顯微物鏡的設計結果,并對比了二者的優(yōu)缺點。關鍵詞:顯微物鏡,優(yōu)化第一章緒論1.1顯微鏡物鏡系統(tǒng)的特點顯微物鏡光學特性的特點是:焦距短、視場小,相對孔徑大。因此設計顯微物鏡主要校正軸上點和小視場像差:球差、軸向色差和正弦差。對于較高倍率的顯微物鏡,由于數(shù)值孔徑加大,除了校正上述三種像差的邊緣像差外,還必須同時校正孔徑高級像差,如孔徑高級球差、色球差、高級正弦