毕业设计_光学软件课程设计报告-双胶合透镜优化设计论文

1、各专业全套优秀毕业设计图纸光电系统课程设计报告姓名：唐晋川 班级： 0211102学号： 2011210818一、设计题目双胶合透镜优化设计双胶合透镜优化设计双胶合透镜是一种常用的望远物镜，它结构简单、光能损失小， 合理选择玻璃和弯曲能校正球差，慧差、色差和像差，但不能消除象 散、场曲与畸变。根据上述原理使用 OSLO 软件进行双胶合透镜的设 计并对其中一种特性进行优化设计，使得双胶合透镜的参数比较理 想。二、设计原理双胶合透镜优化设计：双胶合透镜是一种常用的望远物镜，它结构简单、光能损失小， 合理选择玻璃和弯曲能校正球差，慧差、色差和像差，但不能消除象 散、场曲与畸变。优化是光学系统设计过程

2、中最重要的一步，一般来 说初始结构的像质并不是很理想的， 只有经过优化才能使光学系统的 性能达到我们需要的状态。 通过初始设计的双胶合透镜像差不符合要 求，所以要对其进行优化。优化之前要进行两个必要的步骤： 要确定优化变量和选用评价函 数。理论上讲，透镜组的全部结构参数都可以作为优化变量参与优化， 光学系统中影响像质的因素是曲率半径 r,折射率n和厚度d。三、实验日志：1、使用 oslo 软件对双胶合透镜进行设计。2、使用 oslo 软件对双胶合透镜进行优化设计。四、实验步骤双胶合透镜设计并优化（1）双胶合透镜设计6新建镜头文件富输入透镜光学特性参数63 输入镜面数据64 保存透镜数据（2）双

3、胶合透镜优化61 打开透镜文件并另存62 设置优化变量63 设置误差函数64 进行优化五、实验结果与分析双胶合透镜优化设计我对双胶合透镜所进行的优化是从透镜的像差着手进行的， 从后 面的数据中我们可以看出通过改变透镜的曲率半径、 光圈大小和透镜 的厚度都可以明显改善透镜的像差， 从而提高透镜的成像质量。 综合 考虑，我进行了三次优化，分别通过优化曲率半径、优化光圈大小和 优化透镜的厚度来达到设计的目的。双胶合透镜的原始最小 RMS 值 为 4.252773，像差值为 -0.031841。经过优化曲率半径后的最小 RMS- 2 -值为2.506337,像差值为-0.018681,经过优化透镜的厚

4、度的最小 RMS值为1.8,像差值为-0.17142,最后经过优化光圈大小得出了经过三次优化的透镜的最小RMS值为1.639445,像差值为-0.014059,显然我们得出了很好的效果使得仿真比较成功。设计的结果如下:原始双胶合望远物镜:像差数据:P.ARXIAl traceSRFPYPUPIPYCPWCPIC42,05146-08-O.1O029B-0.10029SS.7062BO00431840.043184-CHROMATIC 4BERR4TI0SSSRFPACSACPLCSLCSUM-0*031541-0.013088-0.000321-0*000551-SEIDELSRFCMA3ST

5、3PTZ3DIS3SUM-0.0314760.00&l)4S-0.0180700.013671-0,000443FIF-ORDER AEERRATIONSSRFSA5CMA55PTZ5DISSSA7SUM0,014401*0.0023241.3E19e052.3041C-055.2462C-Q80.001539- 18 -RMS误差:O 23 MO 24 MO 2E MO 26 MO 27 MO 2 MO 31 M0 32 M033間O 34 MO 35 MO 36 M0 37 MO 3 MO 39 M0 40 MO 41 r.rO 42 MO 43 MMI RMSi.ooooao1 0000

6、00 0000001.OOOOOD1.0000001 0000001.000000l.ODGDODi.ooooao3. 000000 :L 000000i,ooooao1.0000001,0000001.000000 丄口000007 7 7 7 7 o-.o-.o.D.o.DDMDDXDY 7 Ssy OPD1, 0DiSt1.0YF51. 0XFS1.0Coria1. 0DY U1. DPDu1.0MDU1. 0DY L1, 0OPDL1.0DMDL1.ooooao 1. sag dx ioooooo l.D sag dy L000000 1 Sag OPDERROR： 4.2527732

7、.742493340CM23/QCM38.8S137514.070CMZ4 OCMCMG753&2. 40OCM25/OCMG-1.263473O. 28OCM2/aCM30 3524820.02OCM27/OCM13. 3950022X0CM2fi.-0CM*0,0050330-000CMSQ.0M2一弓 39G26G2.06OCM32/OCM4-4.75963S4.04OCM33/aCMl-0,5759590.060CM34. 0CM7-211C2610. soOCM35/OCMS9.77423517.040CMB/0CM54* 33S7443. 30CMB7/0CM62.S0804B1.

8、 41OCMiS:OCMS工2.0493072 5,900CM39.0CM5297452015EOCM40/OCM6-1.1466S4O. 230CM41 . 0CM50 397610CL0CM42/0CM14-2192293.IS0CI-143/0CM6光线焦点轨迹分析: 用ofq老世垦oI w口回K UV Kay Intercept Cuzve-d： Ajuairj itr CrfK冰T他 FdCAL 5MIFTLQNUlTUCllNALSft-CRItAL AflERASTICM4TIM S t T +ILtniiT u-1 rrmLAFERALT-ist: On Fkki- I*g G

9、r b.i ex watE-el* u- On畫孑旁 c eT工程如设计.减.2S t teki-尅CELC谦握设计OSLO 27 IO 112： _：以;3埶0.1YZMSPOT DLAGRAW ANALYSISTk1 outfit. On F葩则血”Ctrl Gr离向:i 丈f tnlMltu- Ctrir iftj鮒计.墮吨F髓離QK.礎 fh-.3 CE1碑理设计=J專貝*帆匸用医宀WWPSF分析:通过频率MTF分析:通过焦点MTF分析:?& TZDU rTZOU - OSLO LIEhlt L*u vi1j.1it *ltrnct mrct Tfils IbTidn Utlp(IV

10、1 Thi oiUich-FcicuH- 1TF Ana lyEris *口回I Gen显吁：| Enc bei拧OBQ丨L丨酬专丨fleld pointsON-AXIS+1.751 deg Ta S 2.5deg T- S* ideal6WAVELENGTHSh(piri) W&igh:1 0.58312 0.48613 0.6561Uh l 巧：m L 理 SjLEhS DZHVjgtn9.FQB3*STIMS-25O- NOIlYMCIgC.20.20.4FOU1TF IYPEYZOOosloDIFFRACTIONPOLYCI-R. MTF AT 25 CYCLESAidT*t optj

11、ut. Oto Pce-.Ctri QiYI-G呀 yplFnl*n 山2 z 2 2 2 s 3 3 31 - Lena： D*1-I.43WQCHMIQb7D La.zoBczcCL021 OCW23/KWJiMWQflSr?kl.Cl YfS2.10413102.47 -M3J/CH4(XllXiOfll.DXF-0.87313S0s 42 OCMSS/DCHlIMICMHHL.DCerna-Q.294300.0E OCMai/OCMTKlCWOdLrDDY U-1.0SB4TB0 百丁 OCM35/KW5LrQCTO U1；f41TZ1?.OCHlS.KMfi闆MMHO M2.92 C

12、C3r/CM(XllXiOO1.0DY L1.3249146 百倉 CM3.-DCHEQaooooL.DLkm.t* -DCMaa/ocMSKIQCHX!IrDDW L1.0Z4154dcm-io/ochcWWWI9 PN-g.1FC11445 HKMl.KWS闆531.0Sag 0a.0.02 OErM41/CM.iXIOCilMI1 Sag ORDQ.72920E0.30 OCM4B/IXHCLn Apt tv tjfif Ahr Hj-c CJi T/t AtC釣4 ktf Vur Om I询2-00FKL UEHCW m 8 f*UNITS. KM DES OSLOTut dutpnt

13、 DnodF Dn GrarplL rg. uitrl -a, On-宜开蚣C C工程如ft计迪呈诙総鹑乩总血谚理设廿.24 mo nod -*【 it-.nt2. 4C-G3 77CJ Tlfld TZfli OSLO LT.j la lxni EvalLiikl* plKHL ev IdIhtuk. rarc-a TgLi. |j ndxnr |lp系统的数据为:Lens: yzooEfl 193.765021Ent bea ratflus 20. oooooo Fi el d angle2. sooooo Pri Tary waln .587560SRFFtADIUSTHICKNESSA

14、PERTURE RADIUSGLASSSPECIAL像差数据:-PARTIAL TRACESRF 斗PV0-025971PU -0.10011BPI 0.100116CHROMATIC ABERRATIOhSSRFFACSACPLCSUM-0.01S651-0.003549-0.000733-SEIDELAB ERR VTOhSSRFSABCMA3ASTSSUM0.OOS9510.0030547. 0112FIFTH-ORD ER SERRATIONSSRFSASCMA5ASTSSUM0 0171S9-0,0D2730-1.刁石斗le-osPYCB.710721PUC0.04320?PIC D

15、. 043207sue -0.00044PTZ3 0.01371701527. 000432PIZ52.3O72-D5DISS5.4010e-OB0,SA7 001833最小RMS误差:=0PERND5OP MODE012 367 8-90123 9 1-11111112222 o o o Q o o o o o o o o oWGT1 0000001.0000DO1 0000001.OQOOOOE 0000001.OQQOOO0000001.0000001,0000001.OQQOOO0000001.0000000000口00 02425M0M027028M0SIM032MaS3M034Mo

16、SEM036Mo37M038Mo39M040Ma41M042M043MMT RMS1.000000 0000001.000000 i oaoo口a 1,000000 000000 1,000000 i oaoooo 1,000000 :L 0000001,OOOOQO1,oaoooo 1,000000 :L 000000 1 0000001,oaoooo 1,000000 :L 000000 ERROR：VALUEMCTRB DEFINITIONFnb trr1.79960218D OCM9/OCMBFQCLIS di f f1,3985570.94 OCM10/OCM4Axial DY5 4

17、4S93816. 54 OCMll/OCMl4.x i al opd-5.24519021. 75 OCM12 . QCM6AXlal DMD1 576450lm& 0CM1J/0CM60.7 Dist-0.D024B0.00 OCM15/OCM140.7 YFS-0.52S9120- 15 OCM17/OCM20-7 XFS0.742180.31 OCMlfi.OCM0.7 Coqia0.2033520-02 OCM19/OCM70.7 DY U-0.0138ZB0.00 OCM20./OCM30.7 OPD U0. 834460- 39 OCM21/OCM60,7 QT.iD U2.251

18、5552.93 OCM22；0CM60.7 DY L0. 2DS6260-02 OCM23/OCM30.7 OPD L1,5998961. 61 0CM?4,. 0CM60.7 DMD L11B53G50-72 OCM25/OCM6qq sag DXQ, 525040.15 OCM2t/OCM30.7 SaQ DY14292S0- 01 OCM27/OCM1.7 sag opd-J.斗 371431.15 OCM2S/OCM61*0 Disr-口.0049590.00 OCM30/OCM291-0 YFS-2,1040103.47 OCM32 GCM41*0 XFS-0.B7318&0.42

19、OCM33/OCM11-0 Coma-0.2347200.05 OCM34.QCM71.0 DY U-1.09B4760.67 OCMB5/OCM51-0 opd u5* 21 陀 Eir.7S OCM3 GCM61*0 DMD U2. 2900142.92 OCMS7/OCM61-0 DY L1. 3249140.5S OCM3S.OCM51.0 OPD LG.EG1&1323.99 OCM39/OCM61,0 DMD L1.024药40,53 QCM4Q 0CM61*0 Say DX1561340.01 OCM41/OCM51-0 sag dyCL 1705870. OZ OCM42./O

20、CM11 Sag OPD0.7232S50.30 OCF443/OCM6406377第二次通过优化透镜的厚度后的双胶合望远物镜结果为:C6 TZfld TZfllOSLO LT.j la lxni EvalLiikl* plKHL ev olar me. rarc-a TgLi. |j ndxnr |lp田曲丘世百呂-ftf氏V30GFOCM. lUM&TH = 1询 7 Wk = 0. TO1UNHSi 册 DES. OSLOI方亡f 11 勺11 列厘甘亡！亡FjjtEs JI Far i 日口 1 亡 I Daw On 11 Surfs11 Hntu-E 酣 TTWEfl 115.157

21、m Dea.n radius 2i. GCioatX) Field! a/igH亡a. &?&F辺 IOBJOu ODODOGV luMGCie+214.3C61ien-ia41ft匚1 WU34EV? i 上*|U -lB7-793a2133-.41757BKh QOKW削 |17.| M |17. 340201- |5 IEXT |_Cj 旳ni 心口| 213-1 IMS0. OOOWQ0.000001吕.72B5 6B f E 12.0i3D4 PrimaryTH匚臥ESS上FEATURE R.ADI：L1GMS:50 21W1MKXJOQ Q丁心呛UC. Z982L1u.n-9 Kw

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23、KH34/KW7M10 O U11112S.24 iXMJf/OCHS0H1000000 i0 CF U3.39421511.47 DCMlfi/OCMC 37M1OGOOOD i0 IDW U2. B92-EE5B.33 iXM17yXKW6O IBp1(MKMKiO 1D OY L或I. Ja2G0o.Zf KM3B/OCW5 H1WQWl 1QJI.WI-+1Q札i WHir/wwf曲4*0W110 CMb L0. &314&Bc.OCM4I/DCM0 41H1000000 i0 Sajg DX-41 s 11736-54hHl DCM41/0CNE0 4Z1OGOIMO 10 Sag DrT应05汨.K KM42/CKW1DPD-0*2301400.06 OCM2S/GCM60 31M1-000000 1-0 Di St-0.0432320,00 OCM30/OCM290 32M1,000000 1.0 YFS一丄.4005662弓 OCM32/OCM4o asM1.000000 1.0 XFS-2.100065.30 OCM33/OCM10 34凿ioooooo i.o 匚cyna0,3365490,IS OCM34/OCM70 35M000000 1.0 DYu-0.7597670.65 OCM3S/OCM50 36M1.000000