1、設計一個8倍的雙目望遠鏡設計題目要求：設計一個8倍的雙目望遠鏡，其設計要求如下：全視場：2co=5o；出瞳直徑：D'=5mm；出瞳距離：lz'=20mm；分辨率：0=6"(R=5")漸暈系數：K=;棱鏡的出射面與分劃板之間的距離：a=10mm；棱鏡：D60。屋脊棱鏡；L=LJ60材料：K10;目鏡：2-35、目鏡的計算目鏡是顯微系統和望遠系統非常重要的一個組成部分，但目鏡本身一般并不需要設計，當系統需要使用目鏡時，只要根據技術要求進行相應類型的選取即可。,一、'1、首先根據已知的視覺放大倍數r及視場2，求出2tgtg22arctg(tg)591T2、

2、因為目鏡有負畸變(3%5%,所以實際應?。?2arctg(tg)2arctg(tg)5%629'3、根據實際所需要的2'數值。出瞳直徑值及鏡目距值等，來選擇合適的目鏡類型。在本次設計中所需的目鏡的結構形式應該作為已知條件給出，如：目鏡2-35。圖2-1目鏡2-35(結構圖見2-1)此外設計手冊中還提供有相關的結構數據參數表2-1及主要的系統數據;表2-1rdHdv效62f25.00,250,sf7.298,d6.0等。從圖2-2中我們不難發現該目鏡的出瞳位于整個系統的左側，而在目鏡的實際運用中，出瞳應位于系統右側。此種情況相當于將目鏡倒置，故而它所給出的sf7.298我們不能直

3、接加以運用，這里sf是指F與目鏡最后一面之間的距離。4、將手冊中給的目鏡倒置：由于將目鏡倒置，則目鏡的數據將發生一定的變化，以目鏡2-35為例，原來的第一個折射面(ri108.650)變為第八個面(r8108.650),原來的第二個折射面(233.31)變為第七個折射面(口33.31),以此類推。值得注意的是：不但折射面的次序發生變化，與此同時其半徑的符號也將發生相應的改變，原來為正，則現在為負。倒置后的新的數據如下表2-2所示：rdHdv效265、進行追跡光線，求出倒置后的Sf：追跡過程：用MATLAB編寫程序如下1=；u=0;y=5;r=；d=26；n=1111;len=length(r)

4、;forj=1:lenfprintf('%dsurface:n',j);ifl>=u=0;ifr(j)=0continue;elsei=y/r(j);i2=i*n(j)/n(j+1);u2=i+u-i2;l2=i2*r(j)/u2+r(j);endelseifr(j)=0i=-u;i2=i*n(j)/n(j+1);u2=-i2;l2=l*u/u2;elsei=u*(l-r(j)/r(j);i2=i*n(j)/n(j+1);u2=i+u-i2;l2=i2*r(j)/u2+r(j);endendfprintf('l=%f,u=%f,i=%f,i2=%f,u2=%f,l

5、2=%fn',l,u,i,i2,u2,l2);iflength(d)>=jl=l2-dO)；else1=12;fprintf('finished:Sf=%f,l);endu=u2;end追跡結果：1 surface:l=.000000,u=,i=,i2=,u2=,l2=2 surface:I=,u=,i=,i2=,u2=,l2=3 surface:I=,u=,i=,i2=,u2=,l2=4 surface:I=,u=,i=,i2=,u2=,l2=5 surface:I=,u=,i=,i2=,u2=,l2=6 surface:I=,u=,i=,i2=,u2=,l2=7 su

6、rface:I=,u=,i=,i2=,u2=,l2=8 surface:I=,u=,i=,i2=,u2=,l2=finished:Lf=得到目鏡倒置后的s,值為S,23,402553(指焦點F與目鏡最后一面的距離，也即指當平行光入射目鏡系統是追跡光路中的最后一個面的像距I值)。6、計算出瞳距p:望遠系統的簡單結構圖如下所示：物鏡分劃板目鏡出瞳nr-“口八*2,圖2-2由于一般情況下望遠系統的孔徑光闌是物鏡的邊框，則根據出瞳的定義：孔徑光闌經后面的光學系統在像空間所成的像是出瞳，如上圖所示。則有：xf1xpSf公式中的x,x分別是指計算出瞳位置時的物距和像距。則根據牛頓公式xxff有：2f2f2

7、fl(pSf)f2(pSf)pSf根據所求得的出瞳距p=,與題目要求的出瞳距值進行比較。發現二者比較接近,則認為所選擇的目鏡基本滿足要求，從而最后確定了目鏡的結構類型。二、選擇物鏡的結構形式以及一些主要數據1、根據目鏡焦距f2求取物鏡焦距fl：'_'f1=f2=2502、求物鏡的視場2:從題意中得出。2gf5o3、求物鏡的通光孔徑：DDDD求得D=50mm公式中的Dd(是題中所給出的出瞳直徑值)4、求取物鏡的相對孔徑D/f：D/f=50/200=5、根據題目所給出的視場大小及相對孔徑的大小選擇物鏡所需的結構形式。在本次系統設計中由于所設計的系統的視場不大，相對孔徑也不大，故可選

8、用雙膠合物鏡。雙膠合物鏡的結構形式如下圖2-3所示：圖2-36、物鏡設計選才iK9(n1.51630,64.1)和F5(n1.62420,35.9)作為材料求得：10.015600620.008162145使正透鏡厚度d=6mm負透鏡厚度d=3mm.使門=-r2n111nh1r12得r12=n211n22r23得r3492.1616mm.三、計算分劃板1、計算分劃板直徑:D分2tgf1=2、查表求取分劃板厚度d分及其公差值所求的厚度及公差值為3、求鑒別率：求的140D=2.8"四、計算棱鏡由于開普勒望遠鏡系統成倒像，故尚需在整個系統中加入一轉像系統，在本次設計中，我們加入的是棱鏡轉像

9、系統。棱鏡轉像系統應置于物鏡的像平面附近，為了不使棱鏡上的疵病反映到物鏡中，還要使棱鏡離開像平面一定距離，即題中所給出的a值（棱鏡出射面與分劃板的距離）。如果無特殊要求，棱鏡的位置應位于橫向尺寸最小的地方。1、棱鏡的選擇本課程設計中棱鏡的類型及所用光材已作為已知條件給出。而各種常見的棱鏡結構示意圖位于光學儀器設計手冊上冊P83頁的圖表中，此外在圖標中還標明了棱鏡各參數的數值大小。本設計中棱鏡的類型米用的是DLj600屋脊棱鏡；L=LJ60A心二21h=Dc=Dd=2.79£Et=0.457DhH=64£D-1=e,646D圖2-42、棱鏡的展開:tgKD,D30.02908

10、2fiDD32(ad)tgL2.646Dd-nn棱鏡材料選擇K9,n=.由上述可求得：L53.1303105mmd35.039445mm,tf1ad204.960555mmDp2D32atg18.0416mmDp1Dp22dtg20.079482mm,，,1lU1)33.050828mmn五、10倍雙目望遠鏡光學系統結構通過以上分析，初步確定系統結構形式如下圖所示:最終計算結果：目鏡：f=25mm2=629鏡目距：P=物鏡：f'250mm2co=5oD=50mm分劃板：D=棱鏡：D1=20.079482mmD2=18.0416mmL=53.1303105mm物鏡到棱鏡第一面距離：t=通過以上分析，初步確定系統結構形式如下圖所示t=物鏡出瞳目鏡L=10mm分劃板Dlj60。屋脊棱鏡50mm-一一圖710倍雙目望遠鏡光學系統結構簡圖六、設計總結此次光學設計我感受頗多，真正感受到自己知識的不足，以前聽課時記得很熟的東西,已經記不起多少了，基本的問題還好解決，但是難度大一些的