1、光學(xué)課程設(shè)計(jì) 1光學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告光學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告目錄設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 .3設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 .4光學(xué)課程設(shè)計(jì) 2一、外形尺寸計(jì)算.4二、光學(xué)系統(tǒng)選型.6三、物鏡的設(shè)計(jì).71、用 PW 法計(jì)算雙膠合物鏡初始結(jié)構(gòu)：.7（1）求，.7hzhJ（2）求平板像差.7（3）求物鏡像差.7（）計(jì)算，.8（）歸一化處理.8（）選玻璃.8（）求形狀系數(shù).9（）求歸一化條件下透鏡各面的曲率.9（）求薄透鏡各面的球面半徑.9（）求厚透鏡各面的球面半徑.92、物鏡像差容限的計(jì)算.103、物鏡像差校正.114、物鏡像差曲線.13四、目鏡的設(shè)計(jì).141、用 PW 法計(jì)算凱涅爾目鏡初始結(jié)構(gòu).14（）接目鏡的相關(guān)

2、參數(shù)計(jì)算.14（2）場(chǎng)鏡的相關(guān)參數(shù)計(jì)算.152、目鏡像差容限的計(jì)算.163、目鏡像差校正.174、目鏡像差曲線.20五、光瞳銜接與像質(zhì)評(píng)價(jià).201、光瞳銜接.202、像質(zhì)評(píng)價(jià).213、總體設(shè)計(jì)評(píng)價(jià).21學(xué)習(xí)體會(huì)學(xué)習(xí)體會(huì) .22附附:零件圖與系統(tǒng)圖零件圖與系統(tǒng)圖.24設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)題目：雙筒棱鏡望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：雙筒棱鏡望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)要求：雙筒棱鏡望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)，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 6 倍；2、物鏡的相對(duì)孔徑 D/f1：4（D 為入瞳直徑，D30mm） ；光學(xué)課程設(shè)計(jì) 33、望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角 28；4、儀器總長(zhǎng)度在 110mm 左右，視場(chǎng)邊

3、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25mm。6、lz 810mm光學(xué)課程設(shè)計(jì) 4設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟一、外形尺寸計(jì)算一、外形尺寸計(jì)算由入瞳直徑及相對(duì)孔徑，可得：30Dmm1:4Df物鏡焦距14120fDmm由，知：6 出瞳直徑5DDmm目鏡焦距12120206ffmm由物方視場(chǎng)，可得：2目鏡通光口徑312() 222.084DDff tgmm分劃板直徑21216.7824Df tgmm分劃板半徑28.39122D又由：，可得：64tgtgtg 像方視場(chǎng)245.5 該望遠(yuǎn)系統(tǒng)采用普羅 I 型棱鏡轉(zhuǎn)像，普羅 I 型棱鏡如下圖：將普羅 I 型

4、棱鏡展開(kāi)，等效為兩塊平板，如下圖：普羅 I 型棱鏡光學(xué)課程設(shè)計(jì) 5由設(shè)計(jì)要求：視場(chǎng)邊緣允許 50%的漸暈，可利用分劃板攔去透鏡下部 25%的光，利用平板攔去透鏡上部的 25%的光，這樣僅有透鏡中間的 50%的光能通過(guò)望遠(yuǎn)系統(tǒng)，使像質(zhì)較好。在上圖中截取平板攔光部分的梯形進(jìn)行研究，如下圖，可得比例關(guān)系：7.51208.39127.5120ha其中為第二塊平板的后表面到a分劃板的距離，根據(jù)要求，可取。14amm解得：8.287hmm由此可得：等效平板厚度216.574Dhmm所以棱鏡展開(kāi)的實(shí)際厚度：33.148LKDmm考慮到棱鏡的裝配，取33.5Lmm因此，等效空氣平板厚度33.522.11.51

5、63Ldmmn考慮到棱鏡通光口徑有限，因此需考慮到全孔徑全視場(chǎng)的光線要能通過(guò)棱鏡的第一個(gè)面（如下圖） ，則物鏡到第一個(gè)棱鏡前表面的最小距離必須滿足：8.3912h7.5120棱鏡展開(kāi)圖光學(xué)課程設(shè)計(jì) 6_11/ 2fchDf其中為物鏡到第一個(gè)棱鏡前表面的最小距離。_c代入數(shù)據(jù)，得：_8.28712015120c解得：_53.7cmm因?yàn)閷?shí)際物鏡到第一個(gè)棱鏡前表面的距離 c 滿足：120259.8cabdmm其中為普羅 I 型棱鏡系統(tǒng)的兩棱鏡的距離，根據(jù)要求，取b2bmm由知，設(shè)計(jì)滿足實(shí)際棱鏡通光口徑的限制。_cc二、光學(xué)系統(tǒng)選型二、光學(xué)系統(tǒng)選型根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求與外形尺寸計(jì)算結(jié)果：物鏡：，/1:4

6、Df 28120fmm目鏡：，20fmm245.55Dmm8 10zlmm查閱相關(guān)光學(xué)手冊(cè)，可知雙膠合物鏡與凱涅爾目鏡滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求。相關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，像差特性和光學(xué)性能如下：雙膠合望遠(yuǎn)物鏡(圖 1)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和裝配方便，光能損失較小。玻璃選擇得當(dāng)，可以同時(shí)校正球差，正弦差和色差。當(dāng)高級(jí)球差得到平衡時(shí)，膠合面的曲率較大，剩余的帶球差偏大。因而，雙膠合物鏡只適用于小孔徑的使用場(chǎng)合。常見(jiàn)的孔徑如表所示。考慮到膠合面有脫膠的概率，雙膠合物鏡的口徑不宜過(guò)大，最大口徑為 100mm。雙膠合物鏡能適應(yīng)的視場(chǎng)角不超過(guò)。10焦距/mmf501001502003005001000相對(duì)孔徑/Df1:3

7、1:51:41:51:61:81:10凱涅爾目鏡（圖 2）是在冉斯登目鏡基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它把接目鏡改成了雙膠鏡。增加一個(gè)膠合面變數(shù)用來(lái)校正倍率色差，且在校正倍率色差的同時(shí)可以把場(chǎng)鏡和接目鏡的間隔進(jìn)一步減小，從而取得結(jié)構(gòu)縮短，場(chǎng)曲減小的效果。凱涅爾目鏡的成像質(zhì)量?jī)?yōu)于冉斯登目鏡，它能適用的視場(chǎng)也大于冉斯登目鏡。表 1 望遠(yuǎn)物鏡通用的相對(duì)孔徑光學(xué)課程設(shè)計(jì) 7凱涅爾目鏡的光學(xué)性能是：視場(chǎng)，相對(duì)鏡目距。240 50/1/ 2pf 三、物鏡的設(shè)計(jì)三、物鏡的設(shè)計(jì)1、用、用 PW 法計(jì)算雙膠合物鏡初始結(jié)構(gòu)：法計(jì)算雙膠合物鏡初始結(jié)構(gòu)：（1 1）求）求，hzhJ入瞳半徑152Dhmm第二近軸光線在入瞳的入射高度

8、0zh 拉赫不變量1518.39121.0489120Jnuynu y （2）求平板像差）求平板像差24310.006096IPnSdun 0.003404zIIPIPuSSu2210.003667IPd nCun 其中：33.5 267dmm1.5163n 150.125120u 4180zu（3）求物鏡像差）求物鏡像差圖 2 凱涅爾目鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖 1 雙膠合物鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)光學(xué)課程設(shè)計(jì) 8物鏡像差要與平板像差以前校正，因此物鏡與平板相應(yīng)的像差之和應(yīng)為零：0.006096IIPSS 0.003404IIIIPSS 0.003667IIPCC （）計(jì)算，（）計(jì)算，由，IShPIIzSh PJW

9、JW得，0.0004064ISPh0.0032453IISWJ （）歸一化處理（）歸一化處理_30.20808PPh_20.2077WWh _20.001956ICCh又望遠(yuǎn)物鏡物在無(wú)窮遠(yuǎn)，所以：_PP_WW可得：（冕牌玻璃在前）2_00.850.10.19822PPW（火石玻璃在前）2_00.850.20.20803PPW（）選玻璃（）選玻璃根據(jù)與的值查光學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知 F4-K3 玻璃對(duì)在時(shí)，_0.001956C 0P_0.002C ，與計(jì)算結(jié)果相當(dāng)接近，因此雙膠合物鏡選 F4-K3 玻璃對(duì)。00.217434P 根據(jù)光學(xué)手冊(cè)關(guān)于 F4-K3 玻璃對(duì)的詳細(xì)信息：，00.217434P 0

10、5.087553Q 00.224789W ，11.112774 2.434539A 1.717269K 光學(xué)課程設(shè)計(jì) 9，11.6199n 21.5046n （）求形狀系數(shù)（）求形狀系數(shù)_00PPQQA_00WWQQK因，取下式的值，得：_P0P5.0925Q （）求歸一化條件下透鏡各面的曲率（）求歸一化條件下透鏡各面的曲率11112.18471nQn213.9797Q2132210.207311nQnn （）求薄透鏡各面的球面半徑（）求薄透鏡各面的球面半徑11154.93frmm12232.15frmm133578.9frmm （）求厚透鏡各面的球面半徑（）求厚透鏡各面的球面半徑物鏡外徑的確

11、定。根據(jù)設(shè)計(jì)要求：。物鏡用壓圈固定，其所需余量由光學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得為30Dmm2mm，由此可得物鏡的外徑為 32mm。光學(xué)零件的中心厚度及邊緣最小厚度的確定。為了使透鏡在加工過(guò)程中不易變形，其中心厚度與邊緣最小厚度以及透鏡外徑之間必須滿足一定的比例關(guān)系：對(duì)凸透鏡：高精度 37dtD中精度 614dtD其中還必須滿足0.05dD對(duì)凹透鏡：高精度 且82dtD0.05dD中精度 且164dtD0.03dD式中，d 為中心厚度，t 為邊緣厚度。光學(xué)課程設(shè)計(jì) 10根據(jù)上面公式，取高精度可求出凸透鏡和凹透鏡的厚度。凸透鏡：23310Dxxt式中、為球面矢高，可由下式求得：2x3x222Dxrr式中人為折射

12、球面半徑，D 為透鏡外徑。凸透鏡最小中心厚度為112dxtx 同理可得：凹透鏡：21810Dxxt凹透鏡最小中心厚度112dtxx 代入物鏡的相關(guān)參數(shù)，可得，12.6dmm26.0dmm2、物鏡像差容限的計(jì)算、物鏡像差容限的計(jì)算根據(jù)瑞利判斷準(zhǔn)則，系統(tǒng)所產(chǎn)生的最大波像差由焦深決定。令其小于或等于波長(zhǎng)，14即可得到邊光球差的容限公式為： 24mmLnu對(duì)邊光校正好球差后，0.707 帶的光線具有最大的剩余球差。即時(shí)的帶光球差0mL容限為0.707 260.2262mLmmnu實(shí)際上，邊光球差未必正好校正到零，需控制在焦深范圍內(nèi)。固此時(shí)邊光球差的容限為 1 倍焦深。即： 20.0377mmLmmnu

13、類(lèi)似與球差，其它像差容限為：位置色差： 20.0377FCmLmmnu正弦差：0.0025SC 弧矢彗差：0.02SKSC ymm厚透鏡中心厚度圖1x2x3x1d2dtD光學(xué)課程設(shè)計(jì) 113、物鏡像差校正、物鏡像差校正考慮到價(jià)格問(wèn)題，我在進(jìn)行像差校正時(shí)透鏡半徑全部選用了價(jià)格最便宜，使用最多的250 系列標(biāo)準(zhǔn)半徑，并且很好的校正了像差。最終的結(jié)果如下：-輸入數(shù)據(jù)-1.初始參數(shù)物距 半視場(chǎng)角() 入瞳半徑 0 4 15 系統(tǒng)面數(shù) 色光數(shù) 實(shí)際入瞳 上光漸暈 下光漸暈 7 3 0 1 -1理想面焦距 理想面距離0 0面序號(hào) 半徑 厚度 玻璃STO 60.2600 1.500 1 2 32.2100

14、8.000 F4 3 -304.8000 54.000 K3 4 0.0000 33.500 1 5 0.0000 2.000 K9 6 0.0000 33.500 1 7 0.0000 14.546 K9 定義了下列玻璃: K3 1.504558 1.510019 1.502222 K9 1.5163 1.521955 1.513895 F4 1.6199 1.632096 1.615036光學(xué)課程設(shè)計(jì) 12-計(jì)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) 120.18450 14.54584 -119.33743 14.54584 入瞳距離(lz) 出瞳距離

15、(lz) 近軸像高(y) 放大率() 0.00000 -106.49164 8.40412 0.00000 入瞳直徑(D) 出瞳直徑(D) 拉赫不變量(J) 像方孔徑角(U) 30.00000 30.21292 -0.31467 0.124812.像差*零視場(chǎng)像差* 1H 0.85H 0.707H 0.5H 0.3H 0H球差 -0.0127 -0.0695 -0.0784 -0.0548 -0.0231 0.0000L彌散園 -0.0016 -0.0074 -0.0069 -0.0034 -0.0009 0.0000RLF光球差 0.1049 0.0089 -0.0290 -0.0356 -

16、0.0220 -0.0087FLC光球差 0.0170 -0.0258 -0.0244 0.0100 0.0483 0.0749CL軸向色差 0.0879 0.0347 -0.0046 -0.0456 -0.0703 -0.0836FCL*D光各視場(chǎng)像差*相對(duì)視場(chǎng) KT1.0H KT.7H KT.3H KS1.0H KS.707H KS.3H 1 -0.0154 -0.0021 0.0002 -0.0017 0.0001 0.0001 0.85 -0.0130 -0.0018 0.0002 -0.0015 0.0000 0.0001 0.7071 -0.0107 -0.0014 0.0002

17、-0.0013 0.0000 0.0001光學(xué)課程設(shè)計(jì) 13 0.5 -0.0075 -0.0010 0.0001 -0.0010 0.0000 0.0001 0.3 -0.0045 -0.0006 0.0001 -0.0006 0.0000 0.00004、物鏡像差曲線、物鏡像差曲線光學(xué)課程設(shè)計(jì) 14四、目鏡的設(shè)計(jì)四、目鏡的設(shè)計(jì)1、用、用 PW 法計(jì)算凱涅爾目鏡初始結(jié)構(gòu)法計(jì)算凱涅爾目鏡初始結(jié)構(gòu)目鏡為放大系統(tǒng)，需反向設(shè)計(jì)。（）接目鏡的相關(guān)參數(shù)計(jì)算（）接目鏡的相關(guān)參數(shù)計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可知：接眼鏡的焦距2121.224ffmm由于場(chǎng)鏡對(duì)像差沒(méi)有影響，固接眼鏡的初級(jí)像差滿足：_0IIzSh PJW_2

18、220IIIZzShPJh WJ又：2_00.850.15PPW聯(lián)立以上三式,得：_00.4zhP_02.6WP 由設(shè)計(jì)要求： ，取，可得：8 10zlmm10zlmm _210.415zzllf _0.415zzzhl u代入，的方程，可解得：_zh_W 00.929P _2.5243W 又滿足：Q_001.67WWQQ帶入數(shù)據(jù)，得：2.6164Q 又：_0IIzCh hC光學(xué)課程設(shè)計(jì) 15所以：0IC 查找光學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知：玻璃對(duì)滿足要求。56ZFZK由此可得各曲率半徑及厚度（計(jì)算方法及公式同物鏡）：158.09rmm214.29rmm316.19rmm 11.5dmm24.5dmm（2

19、）場(chǎng)鏡的相關(guān)參數(shù)計(jì)算）場(chǎng)鏡的相關(guān)參數(shù)計(jì)算由接眼鏡成像規(guī)律，目鏡出瞳與其經(jīng)接眼鏡成的像滿足： 1121111ZZllf由上文知，解得：110Zlmm 2121.224ffmm117.2Zlmm 場(chǎng)鏡與接眼鏡距離取 18mm，則：2135.2ZZlldmm 1zl1zld2zlfl光學(xué)課程設(shè)計(jì) 16考慮到接眼鏡的厚度以及場(chǎng)鏡的主面，應(yīng)取2Zl42mm物鏡像平面與場(chǎng)鏡平面應(yīng)滿足，取，則：2flmm5flmm2125Zlmm由光瞳的銜接知，物鏡經(jīng)過(guò)場(chǎng)鏡成的像與目鏡出瞳經(jīng)過(guò)接眼鏡成的像重合，所以：2222111ZZllf解得場(chǎng)鏡焦距：2231.4fmm又由光焦度與透鏡曲率半徑的關(guān)系：451n 其中：22

20、1f 1.5163n 50解得：44116.21rmm2、目鏡像差容限的計(jì)算、目鏡像差容限的計(jì)算查詢光學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)可得相關(guān)的像差容限公式如下：23030 6060TK1.5sinnu1.5sinnu1.5sinnutsx2221000f2241000f2261000f,tsxx2221000f2241000f2261000fzzzYYY5%7%12%FCY20.001f20.0015f20.003f表中為目鏡焦距2f光學(xué)課程設(shè)計(jì) 17目鏡實(shí)際像差容限：考慮到視場(chǎng)邊緣有 50%的漸暈，子午彗差的容限為上表數(shù)據(jù)的 2 倍。TK由于漸暈的存在，子午彗差只需考慮相對(duì)視場(chǎng)與相對(duì)孔徑的乘積小于等于 0.5

21、的情況。TK實(shí)際像差容限如下：相對(duì)視場(chǎng)0.3、0.50.707、0.85、1TK0.0140.014tsx0.81.6,tsxx0.81.6zzzYYY5%7%FCY0.020.033、目鏡像差校正、目鏡像差校正-輸入數(shù)據(jù)-1.初始參數(shù)物距 半視場(chǎng)角() 入瞳半徑 0 22.75 2.5 系統(tǒng)面數(shù) 色光數(shù) 實(shí)際入瞳 上光漸暈 下光漸暈 5 3 -10 0.5 -0.5理想面焦距 理想面距離0 0面序號(hào) 半徑 厚度 玻璃光學(xué)課程設(shè)計(jì) 18STO 33.7300 1.500 1 2 13.0620 4.500 ZF5 3 -20.5100 15.300 ZK6 4 16.2930 4.500 1

22、5 0.0000 3.405 K9 定義了下列玻璃: K9 1.5163 1.521955 1.513895 ZF5 1.7398 1.758714 1.732434 ZK6 1.6126 1.619999 1.609499-計(jì)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) 19.63229 3.40469 -6.80133 3.40469 入瞳距離(lz) 出瞳距離(lz) 近軸像高(y) 放大率() -10.00000 123.90078 8.23250 0.00000 入瞳直徑(D) 出瞳直徑(D) 拉赫不變量(J) 像方孔徑角(U) 5.00000 -30

23、.68825 -0.31450 0.127342.像差*D光各視場(chǎng)像差*光學(xué)課程設(shè)計(jì) 19相對(duì)視場(chǎng) Lz1 Lz2 Yz Xt Xs Xts 1 -10.0000 55.7824 -7.9408 0.4033 -1.0487 1.4520 0.85 -10.0000 66.2474 -6.7905 0.2089 -0.7540 0.9629 0.7071 -10.0000 77.5490 -5.6899 0.1119 -0.5218 0.6338 0.5 -10.0000 95.5197 -4.0652 0.0418 -0.2620 0.3038 0.3 -10.0000 111.9562 -

24、2.4581 0.0123 -0.0948 0.1071 zYzY FzY CyFCTLSL 1 0.2917 0.3039 0.2830 0.0209 -0.0299 -0.3101 0.85 0.2071 0.2220 0.1982 0.0238 -0.1898 -0.3069 0.7071 0.1313 0.1462 0.1230 0.0232 -0.2516 -0.3043 0.5 0.0510 0.0634 0.0445 0.0188 -0.2851 -0.3013 0.3 0.0116 0.0197 0.0075 0.0122 -0.2953 -0.2996 KT1.0H KT.7

25、H KT.3H KS1.0H KS.707H KS.3H 1 -0.0222 -0.0072 -0.0008 0.0076 0.0037 0.0007 0.85 0.0044 0.0037 0.0009 0.0082 0.0040 0.0007 0.7071 0.0128 0.0070 0.0013 0.0075 0.0036 0.0006 0.5 0.0134 0.0068 0.0012 0.0055 0.0027 0.0005 0.3 0.0090 0.0045 0.0008 0.0033 0.0016 0.0003光學(xué)課程設(shè)計(jì) 204、目鏡像差曲線、目鏡像差曲線五、光瞳銜接與像質(zhì)評(píng)價(jià)五、

26、光瞳銜接與像質(zhì)評(píng)價(jià)1、光瞳銜接、光瞳銜接根據(jù)物鏡、目鏡像差校正后的高斯參數(shù)可知：物鏡像距：114.55lmm物鏡出瞳距：1106.49Zlmm 目鏡像距：23.40lmm目鏡出瞳距：2123.90Zlmm如上圖，為了保證光瞳的銜接，必須滿足：121210ZZllllmm代入數(shù)據(jù)，知：12120.5410ZZllllmmmm滿足光瞳銜接要求。光學(xué)課程設(shè)計(jì) 212、像質(zhì)評(píng)價(jià)、像質(zhì)評(píng)價(jià)對(duì)于物鏡，全孔徑球差僅為 -0.0127 滿足像差容限 0.0377 的要求，0.707 孔徑球差為-0.0784 亦小于 6 倍焦深。位置色差由于寬度較大，無(wú)法滿足全孔徑及零孔徑處均在容限0.0377 內(nèi)，但 0.7

27、07 孔徑處基本為零，保證了全孔徑及零孔徑處軸向色差絕對(duì)值基本相等。而弧矢彗差則全在像差容限內(nèi)，保證了成像質(zhì)量。總之，物鏡成像質(zhì)量是較為理想的。對(duì)于目鏡，場(chǎng)曲、像散、子午彗差、倍率色差均在像差容限內(nèi)，很好的滿足了設(shè)計(jì)要求。目鏡成像質(zhì)量很好。3、總體設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、總體設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)由系統(tǒng)圖可知，場(chǎng)鏡與普羅 I 型棱鏡有一部分因可能重疊而無(wú)法滿足裝配要求，因此要考慮場(chǎng)鏡的孔徑是否在限度以內(nèi)。由場(chǎng)鏡與普羅 I 型棱鏡第一塊棱鏡的相對(duì)位置可知，場(chǎng)鏡的最大半徑為（L 為棱鏡展開(kāi)后的厚度） ，由 TCOS220.8511.2644LLmm軟件計(jì)算得場(chǎng)鏡的實(shí)際半徑為 9.4mm，因此滿足裝配要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，雙筒棱

28、鏡望遠(yuǎn)鏡需滿足的技術(shù)指標(biāo)有：1、望遠(yuǎn)鏡的放大率 6 倍；2、物鏡的相對(duì)孔徑 D/f1：4（D 為入瞳直徑，D30mm） ；3、望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角 28；4、儀器總長(zhǎng)度在 110mm 左右，視場(chǎng)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 25mm。6、lz 810mm最終的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足要求，具體如下：1、 望遠(yuǎn)鏡的放大率 6.12 倍；出瞳直徑 D=4.9mm；2、 物鏡的相對(duì)孔徑 D/f0.2496；3、 望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角 28；4、 考慮棱鏡的折疊，系統(tǒng)總長(zhǎng)只有 105.25mm，考慮到最終裝配，實(shí)際總長(zhǎng)約為110mm；5、 棱鏡最后一

29、面到分劃板的距離14.55mm，兩棱鏡間隔為 2mm。6、 出瞳距離 lz =9.98mm；光學(xué)課程設(shè)計(jì) 22學(xué)習(xí)體會(huì)學(xué)習(xí)體會(huì)剛開(kāi)始接觸光學(xué)課程設(shè)計(jì)時(shí)，感覺(jué)這是一門(mén)很有挑戰(zhàn)性的課程，特別是對(duì)于我們這些只會(huì)使用望遠(yuǎn)鏡而從沒(méi)想過(guò)要怎樣設(shè)計(jì)的人來(lái)說(shuō)，更是覺(jué)得自己在幾周內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)望遠(yuǎn)鏡是不可能的事。隨著老師的逐步講解，我對(duì)望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的了解，特別是對(duì)設(shè)計(jì)的流程有了更深的體會(huì)。但是，直至寫(xiě)報(bào)告之時(shí)，我才發(fā)現(xiàn)真正要把設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)過(guò)程，每一個(gè)式子，每一個(gè)數(shù)據(jù)是怎樣得到的清清楚楚的寫(xiě)下來(lái)，還是困難重重的。原因很簡(jiǎn)單，就是在老師講解時(shí)，我只是有個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，覺(jué)得老師講的大概是對(duì)的，并沒(méi)有深入地去理解

30、為什么可以這樣設(shè)計(jì)，而到了自己要把它講清楚時(shí)，各種各樣的問(wèn)題就來(lái)了。總之，從頭走到尾走下來(lái)，感覺(jué)收獲是很大的，雖然過(guò)程是辛酸的，但是結(jié)果卻令自己很欣慰。對(duì)于軟件的使用，特別是 TCOS 的使用，我想說(shuō)一句，沒(méi)有掌握自動(dòng)優(yōu)化功能的使用，就沒(méi)有掌握 TCOS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的精髓。我在剛開(kāi)始時(shí)，根據(jù)計(jì)算得到的半徑數(shù)據(jù)，上機(jī)調(diào)試，由于認(rèn)識(shí)上的錯(cuò)誤，一直以為最終的半徑一定是在計(jì)算得到的數(shù)據(jù)的附近的值。并且由于初期不懂得正確使用自動(dòng)優(yōu)化功能，因而我一直在計(jì)算得到的數(shù)據(jù)附近手動(dòng)修改數(shù)據(jù)，結(jié)果得到的像差一直得不到較好的校正，特別是物鏡的球差與位置色差的校正，真可用“魚(yú)和熊掌不可兼得”來(lái)形容。后來(lái)逐漸發(fā)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)

31、化功能是比較好用的，并且通過(guò)自動(dòng)優(yōu)化功能，我發(fā)現(xiàn)了最終的半徑結(jié)果與最初的數(shù)據(jù)有較大的出入，甚至連數(shù)量級(jí)的都不同。在物鏡的調(diào)試過(guò)程中，的值曾一度達(dá)到-2000 多，當(dāng)時(shí)位置色差全孔徑和零孔徑分3r別達(dá)到 0.05 多與-0.09 多，是我調(diào)過(guò)的結(jié)果中位置色差最好的，且全孔徑球差也滿足要求，但由于弧矢彗差達(dá)到 0.028，超出容限，因而最終沒(méi)有選擇該組數(shù)據(jù)。對(duì)于物鏡像差的校正，我想總結(jié)一下方法，以供學(xué)弟學(xué)妹們參考（目鏡相對(duì)簡(jiǎn)單，在此不再贅述）：首先，必須明確有多少個(gè)可調(diào)參量及有多少個(gè)需要校正的參量。物鏡有 3 個(gè)曲率半徑及 3 個(gè)厚度間隔可調(diào)，有 3 種像差及有效焦距，后截距需要校正。其次，要搞清

32、各個(gè)可調(diào)參量對(duì)需校正的參量有哪些影響，影響多大以及需校正的參數(shù)哪些較難校正哪些較易校正，從而確定參數(shù)調(diào)整的優(yōu)先級(jí)。對(duì)于物鏡，球差與位置色差較難調(diào)整，而子午彗差較易調(diào)整；對(duì)像差沒(méi)3d有影響，但對(duì)有效焦距與后截距有影響，因此有效焦距與后截距通過(guò)調(diào)整較易達(dá)到要求，3d但有效焦距不能偏離 120mm 太遠(yuǎn)，一般在 117123mm 內(nèi)可通過(guò)調(diào)節(jié) 3 個(gè)厚度間隔使之達(dá)到要求；對(duì)像差的影響最大，其次是，再次是，而幾乎對(duì)像差沒(méi)有影響，因此校2r1r1d3r正物鏡像差主要從,入手，輔助調(diào)節(jié)；增大將使球差增大，色差曲線左移，增大2r1r1d1r2r將使球差減小，色差曲線右移；、的改變將影響色差曲線的寬度與位置，這也是為1d2d什么有的人色差兩邊的