帶有轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的單筒望遠(yuǎn)鏡設(shè)計與像質(zhì)評價

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1、豆丁網(wǎng)精品論文帶有轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的單筒望遠(yuǎn)鏡設(shè)計與像質(zhì)評價田義1，左保軍21哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系，哈爾濱(150001)2哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院空間光學(xué)工程研究中心，哈爾濱(150001)E-mail：tianyi.sa@2004.hit.edu.cn摘要：本文給出了一種普適的帶有任何轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的單筒望遠(yuǎn)鏡設(shè)計過程。利用初級像差理論求解鏡頭初始結(jié)構(gòu)參數(shù)并用計算機(jī)輔助設(shè)計平衡各種初級像差，得到結(jié)果后分析成像質(zhì)量，結(jié)果完全達(dá)到了設(shè)計的要求。關(guān)鍵詞：單筒望遠(yuǎn)鏡；物鏡；初級像差；目鏡中圖分類號：TH743文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1．技

2、術(shù)要求1放大率：Γ=6×2視場角：2ω=8.5o3出射光瞳直徑：d=6mm4眼點距：≥25mm5漸暈：≤50%6有分劃板2．方案選擇和外形尺寸計算鏡頭初始參數(shù)的獲得一般采用兩種方法：一是根據(jù)初級相差理論求解滿足初級相差要求的解；二是在已有的設(shè)計成果中選取性能參數(shù)相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果作為初始參數(shù)[1]。本為對目鏡的初始參數(shù)的獲取采用后者，對物鏡初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的獲取采用前者。2.1目鏡選型目鏡視場2ω′：tanω′=Γtanω=6tan4.25o?2ω′=48.06孔徑光闌位于目鏡之前，產(chǎn)生負(fù)畸變，考慮到目鏡有3%?5%的畸變，要求2ω′=5

3、0o?？紤]到出瞳直徑d=6mm，查閱《光學(xué)儀器設(shè)計手冊》（國防工業(yè)出版社）[2]典型光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一章目鏡一節(jié)選擇2-35型。圖12-35型目鏡三維視圖豆丁網(wǎng)精品論文圖22-35型目鏡平面圖d6豆丁網(wǎng)精品論文目鏡相對口徑：f目′==1:4.1725豆丁網(wǎng)精品論文豆丁網(wǎng)精品論文計算眼點距是否滿足要求：圖3目鏡眼點距的計算豆丁網(wǎng)精品論文利用牛頓公式：xx′=ff′，并且認(rèn)為物鏡的f=f′出瞳距等于眼點距得豆丁網(wǎng)精品論文25×25352.12?7.298=1.8mm移動到新入瞳后25×25=4.17mm，這樣新出瞳相對于原

4、出瞳右150豆丁網(wǎng)精品論文移了4.17?1.8=2.36mm新的出瞳距為24+2.36=26.36mm，26.36>26因此，認(rèn)為滿足要求。豆丁網(wǎng)精品論文2.2選擇物鏡物1）物鏡焦距：f′=Γf目′=6×25=150mm豆丁網(wǎng)精品論文2）物鏡視場：2ω=8.5o3）物鏡通過光直徑：Φ有效=D=Γd=6×6=36mmD36豆丁網(wǎng)精品論文4）物鏡相對口徑：==1:4.17′150f物豆丁網(wǎng)精品論文豆丁網(wǎng)精品論文2.3分劃板計算直徑：Φ=2f′tanω=2×150×tan4.25o=22.29mm豆丁網(wǎng)精品論文分劃板物分劃板厚

5、度及厚度公差3±0.5mm（查表9-11）。2.4考慮50%的漸暈與附加光闌圖4理想物鏡與等效棱鏡空氣層系統(tǒng)計算這里將轉(zhuǎn)像系統(tǒng)等效成平行空氣板，本文以普羅一型棱鏡轉(zhuǎn)像系統(tǒng)為例。為提高像質(zhì)要求可以有50%的漸暈因此需要一附加光闌闌上半口徑的光，目鏡作為漸暈光闌闌下半口徑的光。豆丁網(wǎng)精品論文d=2Φ，l=150-15-2-2d，x=150?l，x=Φ，?Φ=10.52mm豆丁網(wǎng)精品論文n181502對光線由于此時分劃板高度比Φ物/4小，因此對棱鏡最后一個面的通光孔徑大。有下列方豆丁網(wǎng)精品論文程：x′=150?l，Φ=9+x′?

6、Φ=21.826mm豆丁網(wǎng)精品論文11.145-91502因此附加光闌尺寸為：Φ光闌=46mm豆丁網(wǎng)精品論文x′無漸暈時通光孔徑：=150?l，Φ=2(x′+11.145)?Φ=31.4mm豆丁網(wǎng)精品論文2.5目鏡口徑18-11.145150豆丁網(wǎng)精品論文u=?4.25o,h=?9mm,f′=150mm,u′=7.65o175×tanu′?9=14.5mmΦ目=29mm2.6目鏡視度調(diào)節(jié)范圍?tanu′=0.1343豆丁網(wǎng)精品論文5f′5×252豆丁網(wǎng)精品論文?=±目=±=±3.125mm100010003．用初級像差

7、求解雙膠合望遠(yuǎn)物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)[3]豆丁網(wǎng)精品論文基本參數(shù)：f′=150mmD=36mm2ω=8.5o并且入瞳與物鏡重合。物鏡后有一棱豆丁網(wǎng)精品論文鏡系統(tǒng)，展成平行平板玻璃的總厚度為2×48+3=99mm，材料Bak7，n=1.56880。目鏡單獨校正像差要求物鏡和平板玻璃的像差為：δLm′=0，SCm′=0，?LF′C=0圖.5雙膠合物鏡與等效棱鏡空氣層平面圖圖.6雙膠合物鏡與等效棱鏡空氣層三維視圖3.1求h,hp,J根據(jù)光學(xué)特性要求h=D=19mm并且由于光闌與物鏡重合，所以h=0豆丁網(wǎng)精品論文u′=h=18f′150

8、2p=0.12豆丁網(wǎng)精品論文y′=?f′tanω=?150×tan(?45o)=11.147mmJ=n′y′u′=1×0.12×11.147=1.337643.2計算平行玻璃板的像差和數(shù)SI,SII,SIC平行玻璃板入射光束有關(guān)參量：u=0.12o，up=tan(?4.2