望远镜设计报告

应用光学课程设计报告范例

应用光学课程设计

----------班

------

---------

应用光学课程设计报告范例

目录

一、望远镜系统外形尺寸计算二、物镜

1.物镜的选型及像差容限的计算2.PW法求解初始结构参数3.象差校正及玻璃配对4.像差曲线图

三、目镜

1.目镜选型2.像差容限的计算3.PW法求解初始结构参数4.象差校正及玻璃配对5.像差曲线图

四、像质评价及光瞳衔接五、光学设计学习体会六、光学系统图及零件图

应用光学课程设计报告范例

一、望远镜系统外形尺寸计算

设计要求1.1.设计要求

双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：

1、望远镜的放大率Γ＝6倍；

2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；

3、望远镜的视场角2ω＝8°；

4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；

5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。

6、lz′>8～10mm

外形尺寸计算2.2.外形尺寸计算

已知τ=6，物镜D/1、求

×

f1'=1/4,D=30mm,K=50%,2w

=8。.

f1'，f2'.

'''f1'＝4×D＝120mm，τ＝－f1/f2＝6，f2＝20mm

2、D（出瞳直径）

'

D'=

D

=5mm.τ

3、视场半径y'（视场半径）

'

y'＝f1'×tan( w1)=f1'×tan( w1)＝8.3912

4、目镜视场2w

'

'

tan( w)τ=

tan( w1)

2w'=45.522。

应用光学课程设计报告范例

τ5、目镜的放大率目

'×

＝250/＝250/20=τf12.5目2

6、棱镜的通光口径

h=7.5

h1

y'(分划板)

取a＝14则有(

f1'-a)/

f1'

=(h1-h)/(

y'-h1)

h1=8.287

棱镜的通光口径展开的长度

D棱镜＝2h1＝16.574

d＝2D棱镜＝33.15

加压圈，取d＝33.5

用K9玻璃，n＝1.5163，d＝d/n=22.1(等效空气平板厚度)

_

C=

1=59.8

fc)/fh

'

1-_

'

1=1/(D/2)

棱镜不拦轴上点的光的条件：(

c=53.8

_

C>=c

_

7、目镜的口径

D目=[(f1'+f2')tan(w)+D出瞳/4]

应用光学课程设计报告范例

=[(120+20)*tan4+5/4]。

=22.08

8、结构图正视图

俯视图

1.1.物镜的选型及相差容限的计算

物镜的选型及相差容限的计算（1）选型

D/

f'1=1/4,f'1=120,

视场不大。

选双胶合物镜

（2）相差容限的计算需要校正的像差为球差，弧矢慧差

，位置色差

。

1、球差

的像差容限

一、物镜

应用光学课程设计报告范例

当仅仅考虑初级像差时，经离焦后最大波相差由下式决定

可得边缘光球差容限为=4倍焦深

当系统同时具有初级和二级球差时（大多数光学系统属于此类），在对边光校正好球差后，0.707带的光线具有最大的剩余球差。做式决定，令其小于或等于

，便可以得出边光球差

的轴向离焦后，系统的最大波象差由下

时的带光球差容限，即

即

由于实际中，边缘光的球差并未校正到零，但必须控制在一倍焦深范围内，故边光球差的容

限应为

代入数据，得

2、弧矢慧差的像差容限

弧矢彗差的象差容限计算公式为

应用光学课程设计报告范例

将已知数据代入计算可得

3、位置色差的像差容限

在考察位置色差时，为了兼顾各个孔径光线，应当着重考虑0.707H口径光线的，

使其尽量接近于0。此时0H和1H的光线的

校正的理想状况。

绝对值较为接近。这种情况就是位置色差

2.PW法求解初始结构参数

1、求h,

hz,J

hz(第二近轴光线的高度),J

h=D/2(第一近轴光线在折射面的高度),入瞳与物镜重合

hz=0.

u'=tanu'=h/f1'=15/120=0.125y'=-f1'*tan(w)=-120*tan(-4。)=8.3932

'''J=n*u*y=nuy=1*0.125*8.3912=1.0489

2、计算玻璃平板的象差

u=0.125,

uz=w=-4。=-0.0665,uz/u=-0.5557

实际两块玻璃厚度d'=2d=68.2(K9玻璃)

nD＝1.5163,vD=64.1

n=1.5163,u=0.125,

v=64.1

玻璃平板球差彗差

'234

S＝-d*(n-1)/n*u=-0.006096∑Ip

∑SIIp＝∑SIp*(uz/u)=0.003404

应用光学课程设计报告范例

轴向位置色差

∑C2Ip＝－(d'/v)*(n-1)*

u/n2＝0.003667

3、列出初级象差方程并求解物镜的象差和棱镜补偿（等值反号）物镜

∑SI＝0.006096,∑SII=-0.003404,∑CI=0.003667

C_

(a)根据I求C并规化为C

_

C=CI/(h2Φ)=0.003667/(15*15)*120=0.001956

规化后的象查只与结构参数有关(P,W)而与外部参数无关(b)根据

∑SI,∑SII求P,W

∑SI=hP,P=0.0004064∑SII=hzP-JW,W=0.0032453

(c)将P、W规化为P,W

hφ=0.125

,=

p

(hφ)

3

=020807768=

w

(hφ)

2

=0.2076992(d)物体位于无穷远

p

,

w

∞

p

=

P=0.2080768

w∞

=W=0.2076992

(e)求

p0(=0.001956)

冕牌玻璃在前p∞0=p 0.85(w 0.1)2=0.198217

火石玻璃在前

p∞

0=p 0.85(w 0.2)2=0.20803

4、根据c与

p0选玻璃对

由c用插值法求出不同玻璃对的p0(公差±0.1左右)

相对孔径

D

f

'越小,对p0影响越小,要求φ1和Q0尽可能小

应用光学课程设计报告范例

根据要求查得的玻璃对有:

BaK2 ZF2(p0=0.265)F2-K9（p0=0.225）K9-F5（p0=0.098）F4-K3（p0=0.217）

选取（冕牌在前）BaK2-ZF2,参数如下

φ1=2.02102,

Q0=-4.208478,

n2=1.6725,计算结果如下:

A=2.404959,K=1.7024729,n1=1.5399

p0=0.260234,

根据

QO= 4.208478

,

PO=+0.260234

;求Q

=0.208088,∞=0.2077

∞ P00.20808 0.260234

Q=QO±= 4.208478±≈ 4.208478

A2.404959∞ W 0.2077 ( 0.073668)

Q=QO = 4.208478 ≈ 4.29750

K1.702479

∴

4.208478 4.129750Q== 4.69114

2

(11)根据所求Q值以及

n1=1.5399，n2=1.6725， 1=+2.03102求

ρ1,ρ2,ρ3，即可求得r1,r2,r3

∵

+ρ2=1.16239847

ρ1=n1 1

ρ2= 1+Q= 2.38012

应用光学课程设计报告范例

ρ3=ρ2

1 1

=2.138012+1.5332372=0.6047748n2 1

∴ rf'120

1=ρ=≈73.8923mm

11.6239847

rf'1202=ρ= 2.38012

≈ 56.1269mm

2rf'1203=ρ= 0.6047748

≈ 198.4210mm

312）计算透镜厚度

x=r11 =1.5385mm

1

）

xr2=2+2)

= 2.0415mm

t=D 3(|x1|+|x2|)3)

10

=1.9260mm

∴凸透镜最 …… 此处隐藏：5470字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……