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《ZEMAX光學(xué)設(shè)計報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、ZEMAX光學(xué)設(shè)計報告一、設(shè)計目的通過對設(shè)計一個雙膠合望遠物鏡，學(xué)會zemax軟件的基本應(yīng)用和操作。二、設(shè)計要求設(shè)計一個全視場角為1.56°，焦距為1000mm，且相對孔徑為1:10的雙膠合望遠物鏡，要求相高為y`=13.6mm。三、設(shè)計過程1.雙膠合望遠物鏡系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的選定1.1選型由于該物鏡的全視場角較小，所以其軸外像差不太大，主要校正的像差有球差、正弦差和位置色差。又因為其相對孔徑較小，所以選用雙膠合即可滿足設(shè)計要求。本系統(tǒng)采用緊貼型雙膠合透鏡組，且孔徑光闌與物鏡框相重合。1.2確定基本像差參量根據(jù)設(shè)計要求，假設(shè)像差的
2、初級像差值為零，即球差；正弦差；位置色差。那么按初級像差公式可得,由此可得基本像差參量為。1.3求因為沒有指定玻璃的種類，故暫選用冕牌玻璃進行計算,即。1.4選定玻璃組合鑒于玻璃的性價比較好，所以選擇作為其中一塊玻璃。查表發(fā)現(xiàn)當,與最接近的組合是與組合，此時對應(yīng)的。此系統(tǒng)選定與組合。的折射率，的折射率，,,，，,。1.5求形狀系數(shù)一般情況下，先利用下式求解出兩個的值：再與利用下式求的值相比較，取其最相近的一個值：因為，所以可近似為,。1.6求歸一化條件下的透鏡各面的曲率1.7求球面曲率半徑1.8整理透鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)視場（負號表
3、示入射光線從光軸左下方射向右下方），物距（表示物體在透鏡組左側(cè)無窮遠處），入瞳半徑，光闌在透鏡框上，即入瞳距第一折射面的距離為。數(shù)據(jù)整理表如下所示。表1數(shù)據(jù)整理表玻璃牌號表中的之所以為零，是因為我們?yōu)榱擞嬎惴奖?，在一開始時就假定了該透鏡組為沒有厚度的薄透鏡組。經(jīng)驗證該薄透鏡組的像差較小，適宜作為初始結(jié)構(gòu)。1.9求后透鏡組各面的球面曲率半徑考慮到任何實際的透鏡組總是有一定的厚度，因此需要把薄透鏡組轉(zhuǎn)換成后透鏡組。根據(jù)設(shè)計要求，，則通光口徑。選用壓圈方式固定透鏡組，該方式所需余量由《光學(xué)儀器設(shè)計手冊》查得為，由此可求得透鏡組的外徑
4、為。對于凸透鏡而言；假設(shè)，分別為球面矢高，為折射球面曲率半徑，為透鏡外徑，如圖所示，則由上式可求得，。將所求的的結(jié)果代入下式中可求得凸透鏡最小邊緣厚度：利用下式可求得凸透鏡的最小中心厚度。。對于凹透鏡而言：先求得，再代入下式中可求得凹透鏡最小邊緣厚度。利用下式可求得凹透鏡的最小中心厚度。薄透鏡變換成后透鏡時，應(yīng)保持和不變的條件下進行。四、設(shè)計結(jié)果1、入瞳直徑的設(shè)定（圖1.1）圖1.12、視場角的設(shè)定（圖2.1）圖2.13、工作波長的設(shè)定（圖3.1）圖3.14、評價函數(shù)的選擇（圖4.1、4.2）圖4.1圖4.25、系統(tǒng)的透鏡參數(shù)
5、表（5.1）圖5.16、優(yōu)化工具窗口（圖6.1）圖6.17、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)輪廓圖（7.1）圖7.18、系統(tǒng)的FFTMTF（圖8.1）圖8.19、系統(tǒng)的FFTPSF（圖9.1）圖9.110、系統(tǒng)的FIELDCURV/DIST圖（圖10.1）（圖10.1）11、系統(tǒng)的GRIDDISTORION圖（圖11.1）圖11.112、系統(tǒng)的SPOTDIAGRAM圖（圖12.1）圖12.113、系統(tǒng)的LATERALCOLOR圖（圖13.1）圖13.114、系統(tǒng)的RAYFAN圖（圖14.1）圖14.115、系統(tǒng)的OPDFAN圖（圖15.1）圖15.
6、116、系統(tǒng)的WAVEFRRONTMAP圖（圖16.1）圖16.117、系統(tǒng)的diffractionencircledenergy圖（圖17.1）圖17.118、系統(tǒng)的systemdata（數(shù)據(jù)如下）System/PrescriptionDataFile:C:ProgramFilesZEMAXSAMPLESLENS.ZMXTitle:Date:WEDOCT292014GENERALLENSDATA:Surfaces:5Stop:1SystemAperture:EntrancePupilDiameter=100Glass
7、Catalogs:SCHOTT中國GB903-87RayAiming:OffApodization:Uniform,factor=0.00000E+000Temperature(C):2.00000E+001Pressure(ATM):1.00000E+000AdjustIndexDataToEnvironment:OffEffectiveFocalLength:999.6842(inairatsystemtemperatureandpressure)EffectiveFocalLength:999.6842(inimages
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