望远镜设计报告.pdf

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1、应用光学课程设计----------班---------------1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2一、望远镜系统外形尺寸计算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

2、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′>8～10mm2.外形尺寸计算×'。已知τ=6，物镜D/f=1/4,D=30mm,K=50%,2w=8.1''1、求f，f.12''''f＝4×D＝120mm，τ＝－f/f＝6，f＝20mm1122'2、D（出瞳直径）'DD==5mm.τ'3、视场半径y（视场半径）'

3、'''y＝f×tan(w)=f×tan(w)＝8.39121111'4、目镜视场2w'tan(w)1'。τ=2w=45.522tan(w)13τ5、目镜的放大率目'×τ＝250/f＝250/20=12.5目26、棱镜的通光口径'h=7.5hy(分划板)1取a＝14则有'''(f-a)/f=(h-h)/(y-h)h=8.28711111棱镜的通光口径D＝2h＝16.574棱镜1展开的长度d＝2D＝33.15棱镜加压圈，取d＝33.5_用K玻璃，n＝1.5163，d＝d/n=22.1(等效空气平板厚度

4、)9cba'C=f−−−ab2d=59.81___''棱镜不拦轴上点的光的条件：(f-c)/f=h/(D/2)c=53.8C>=c1117、目镜的口径''D目=[(f1+f2)tan(w)+D出瞳/4]4。=[(120+20)*tan4+5/4]=22.088、结构图正视图c>=c物镜俯视图b'f2a'L=110mm一、物镜1.物镜的选型及相差容限的计算''（1）选型D/f=1/4,f=120,视场不大。选双胶合物镜11（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

5、限5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。做的轴向离焦后，系统的最大波象差由下式决定，令其小于或等于，便可以得出边光球差时的带光球差容限，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6将已知数据代入计算可得3、位置色差的像差容限在考察

6、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的光线的绝对值较为接近。这种情况就是位置色差校正的理想状况。2.PW法求解初始结构参数1、求h,h,Jzh=D/2(第一近轴光线在折射面的高度),h(第二近轴光线的高度),Jz入瞳与物镜重合h=0.z'''u=tanu=h/f=15/120=0.1251''。y=-f*tan(w)=-120*tan(-4)=8.39321'''J=n*u*y=nuy=1*0.125*8.3912=1.04892、

7、计算玻璃平板的象差。u=0.125,u=w=-4=-0.0665,u/u=-0.5557zz'实际两块玻璃厚度d=2d=68.2(K玻璃)n＝1.5163,v=64.19DDn=1.5163,u=0.125,v=64.1'234玻璃平板球差S＝-d*(n-1)/n*u=-0.006096∑Ip彗差S＝S*(u/u)=0.003404∑IIp∑Ipz7'22轴向位置色差C＝－(d/v)*(n-1)*u/n＝0.003667∑Ip3、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S＝0.0

8、06096,S=-0.003404,C=0.003667∑I∑II∑I_(a)根据C求C并规化为CI_2C=C/(hΦ)=0.003667/(15*15)*120=0.001956I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,WS=hP,P=0.0004064∑IS=hP-JW,W=0.0032453∑IIz(c)将P、W规化为P,Wphφ=0.125,p==0208077683(hφ)ww==0.20769922(hφ)∞∞(d)物体位于