工程光学课程设计双胶合透镜的镜片

1、工程光学课程设计双胶合透镜 的镜片工程光学课程设计姓名：班级：学号：设计题目一设计一个望远镜系统，如图所示。 D/f =1/4,f =100, 光阑在物镜上，视场为 21 求棱镜的尺寸跟象差： 通光口径 D=100/4=25mm 像方孔径角 u=y/f =0.5 25/100=0.125 视场角 up =tan2 =0.035 取直角屋脊棱镜的玻璃材质为 k9 玻璃，其等价玻璃板光路长 L=pDm=1.732DmD m1=D0+d（2u p D0/f） 21.4D m2=n（ D 0 fD 0 d 2u p fd ） 17.75nf pD 0 2 pfu pDm取二者中较大的，即 Dm=21.

2、4m。m 光路长度 L=p*Dm 37.06mm 求棱镜的初级像差系数S=L（1n2） u4/n 3 =0.00337,2 3 3 S=L（1n2） u3up /n 3 =0.000943, S=L（1n2） u2u2p /n 3=0.000264 其中 n=1.5163，L=37.06，u=0.125，up =0.03522 棱镜的初级色差为 C=d（1n）u21/vn 2 0.00203 C=d（1n）upu/vn 2 0.000567 。 其中 d=L=37.06, u 1= u =0.1252 根据对物镜像差的要求，可以求得 P,W , C 。 直角屋脊棱镜的像差由物镜补偿 S=yP=

3、0.00337P= S/y 0.00027S=ypP +j Wj=y n up n uyp =0.4365所以 W= S /j=0.0021583 可求得 P,W, C 的归化值y=12.5*0.01=0.125 则 P= P/ （ y） 3=0.13824 2W= W/ （ y） 2=0.13811 ，C= C/y 2 =0.001299。4 求得 P0 值，选择冕牌在前BaK7和 ZF3P0= P0.85（W0.1 ）20.137 。由 P0=0.137，C=0.0013 查 P0 表，找出合适的双胶合透镜的玻璃组合。选择的玻璃种类是玻璃对nP01Q0W0BaK71.568856.05 0

4、.15177 2.050808 -4.113188- 0.067488ZF31.717229.51Q1= Q0（ PP0）/2.35 = 4.0374 或 4.189 ，Q2= Q0（ WW0）/1.67= 4.2634取 Q为 Q1，Q2 二者中相近两个数的平均值，则 Q=4.21275 计算双胶合透镜各个面的曲率半径 C2=1+Q=2.1619 ，得 r2=1/ C 2=0.4625;C1=1+（n11） C 2/（n 11）=1.4435, 得 r1=1/ C 1=0.6927; C3= 1+Q （1 1）/ （n 21）=0.6967, 得 r 3=1/ C 3=1.4352;6 求双

5、胶合透镜的实际结构参数由 f=100,f/#=f/4,D=25, u p = 3 , 得双胶合透镜的实际结构参数 r 1=0.6927 100=69.27mm, r 2= 0.4625 100=46.25mm, r 3= 1.4352 100=143.52mm。如图所示取正透镜中心厚度为 5mm, 负透镜中心厚度为 3mm。调试过程： 以下图片是由光学镜头设计软件 ZEMAX设计调整镜头时所截。 根 据 计 算 结 果 在 ZEMAX的 Lens Data Editor 中 输 入 初 始 数 据 ，初始的球差曲线如图：通过调整曲率半径和厚度来校正球差：下图为经过调整后最终所得的双胶合透镜的球差图表为经过调整后最终所得的双胶合透镜的结构参数。调整后的调制传递函数透镜结构图下图可见仍存在着彗差点扩散函数可见该系统点光源成像还是比较理想的实验心得：通过这次实验，让我们对所学的光学知识有了进一步的认识，了解了光学系统设计的基本步骤，并自己动手设计出了双胶合透镜的镜片。在设计过程中，我们遇到了不少的问题，并在探讨和 尝试中逐步解决。 D光的边缘带球差校正比较理想， F 线和 C线的球差曲线很难相交在 0.707 带，两块 玻璃的