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文檔簡介

1、設計要求vf=120mm,D=50mm,D/f=1/2.4;v2=4;v入瞳與物鏡重合lz=0v對于相對孔徑比較大的透鏡組,和孔徑相關的高級像差增大,只校正初級像差是不夠的,導致系統結構復雜化。望遠物鏡的結構形式初始結構確定v不同結構的望遠物鏡適用的光學特性和特點不同,雙膠合透鏡適用視場為210 ,不同焦距適用的最大相對孔徑f D/f 為501/3;1501/4;3001/6; 10001/10; 不能滿足要求。v雙膠合加單透鏡結構其透鏡口徑相對孔徑D/f 為1/31/2,D100mm,符合我們的要求。v對于結構比較復雜的系統可直接從光學設計手冊上選用現有系統作為原始系統輸入初始結構,入瞳直徑

2、,波長,視場v給出的初始結構焦距和設計要求像差很多 Tools 我們發現此時入瞳直徑變為因此要將入瞳直徑重新設置為50由于相對孔徑要求是1/2.4,比給定初始結構1/3.2的要大,因此將三個透鏡的厚度都相應加大,而兩個透鏡組之間的間隔減小為0.2。) 1()()1(1221dnrrnnrnrf觀察初級像差值由于場曲只和光焦度(焦距)相關,一般不參與校正。第一階段像差校正v變量:該系統共有五個曲率可以作為自變量,要校正焦距、球差、正弦差和色差完全可以了。v邊界條件:由于透鏡組的相對孔徑增大,正透鏡的邊緣厚度很可能在校正過程中變得太小,因此我們在merit function中加入透鏡的邊界條件。v

3、活動邊緣厚度:為了保證邊緣厚度能達到要求,可將兩個正透鏡的厚度設為活動邊緣厚度 第一個正透鏡的邊緣最小厚度為3mm,第二個負透鏡的中心厚度為5mm,空氣間隔為0.2mm,最后一個單正透鏡的邊緣最小厚度為2.5mm。MNEG:最小玻璃邊緣厚度MNCG:最小玻璃中心厚度MNCA:最小空氣中心厚度v分別給焦距、球差、正弦差、色差以及邊界條件加上權重,進入自動校正程序v從校正結果看,所要校正的初級像差都已達到目標值,但是三種剩余像差: 高級球差要求小于6 色球差要求小于4 高級彗差要求小于0.0025mm,0025. 04422fhuunLSCunLmmFCmmm第二階段像差校正v系統由雙膠合組和一個

4、單透鏡構成的,單透鏡是無法校正色差和球差,因此系統像差就靠雙膠合組校正。v我們要減小高級像差,就希望單透鏡產生的像差越小越好。一般來說,相同條件下,玻璃的折射率越高,球差越小;玻璃的色散越小,色差越小。例如我們把單透鏡的K9換作ZK1,同時規整邊緣厚度。重新校正。v我們看高級像差略有減小,但不明顯,因此我們把這個系統作為我們第二階段像差自動校正的原始系統。v第二階段焦距,球差,正弦差和色差仍然加入校正,只要保證初級像差達到校正的條件下考察高級像差才有意義,同時可適當增加初級像差的權因子,以表示初級的重要性。v此外還要加入高級球差和色球差(重點校正),高級彗差已達到要求無需加入校正,即權重為0。v現在要校正六種像差,五個曲率已經不能滿足要求了,需將前面雙膠合組的兩種玻璃玻璃作為變量,并繼續加入玻璃的邊界條件(保證得到的理想玻璃能找到相近的實際玻璃來替代)。v得到優化后的玻璃參數之后,一般對應的理論玻璃都不常見,我們設計要考慮實際應用時的因素,因此可以用實際玻璃來代替理想玻璃,不僅要求二者折射率阿貝數要接近,還要考慮它們的物理化學性能,這里我們選擇K9和ZF6。vK9: n=1.5,=64.1;vZF6: n=1.75,=28; 重新進行優化!結論v大孔徑或大視場的光學系統的設計難點是高級像差

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