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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划合工大光学设计报告湖北第二师范学院光学系统设计题目：望远镜的设计姓名：刘琦学号:班级：10应用物理学目录望远系统设计.第一部分：外形尺寸计算.第二部分：PW法求初始结构参数.第三部分：目镜的设计.第四部分：像质评价.第五部分心得体会.望远镜设计第一部分：外形尺寸计算一、各类尺寸计算1、计算fo和fe1，又D?30mm，所以fo?120mm。fo4又放大率6倍，所以fe?fo?20mm。由技术要求有：?2、计算D出?D物?30?D出?3、计算D视场D视场?2fotg?2?120?tg4
2、o?D物?30?5mm64、计算?tg?tg?45o5、计算棱镜通光口径D棱该望远系统采用普罗I型棱镜转像，普罗I型棱镜如下图：将普罗I型棱镜展开，等效为两块平板，如下图：如何考虑渐晕？我们还是采取50%渐晕，但是拦掉哪一部分光呢？拦掉下半部分光对成像质量没有改善，所以我们选择上下边缘各拦掉25%的光，保留中间的50%。即保留中间像质好的，去掉边缘像质不好的。下半的25%由目镜拦掉，上半的25%由棱镜拦掉，只留下中间的50%。如图：D?D?D?D移出梯形后计算：?视?棱?视?物?，此处后截距取大于2?4?2?214mm即可，我取14mm。又D物?30mm，D视场?D棱2?。，所以有D棱?，所以
3、展开厚度L?2D棱?，因为装配需要，取L?，空气平板的长度d?L?。即n物镜距棱镜第一面为。验算：取会不会挡轴上点的光？如图求得极限距离为，若小于此距离时候棱镜档光，取是可以的。意义：说明之前取后截距?14mm，但是不能取得太大，否则棱镜离物镜太近了会挡光！6、求目镜口径D目D?D目无渐晕时候，D目?2?fo?fe?tg?出?，现在有25%的渐晕，所以2?DD?f?D目?2?fo?fe?tg?出?。4?D入fo?7、总体结构总尺寸L?2?14?20?10?10?20?110mm二、光学系统选型一、绪论本文利用Zmax程序优化设计一个He-Ne激光光束聚焦物镜，它在单色光波长下工作，成像质量要达
4、到衍射受限水平。设计过程中，先用具体的计算结果初步讨论玻璃的选择和透镜片数的考虑，然后选择不同的评价函数，以及不同的初始结构，最终找到多个像质较优的解。具体设计任务的要求如下：焦距f=60mm；相对孔径D1?；f2物距l?，视场角?0?；工作波长?m；此镜头只需要消球差，几何弥散圆直径小于；镜头结构尽量简单，争取用两块镜片达到要求。二、镜头片数及玻璃选择的考虑和初步分析1、单片低折射率材料的情况先看看单片低折射率材料物镜它的像质是什么样的，选一个普通的K9，折射率n=，利用Zemax程序设计一个焦距f=60mm，相对孔径D1?，视场角f2?0?的激光光束物镜，光阑放在透镜的第一面，入瞳直径为3
5、0mm，物镜初始结构可以由公式111?(n?1)(?)计算得出，可以取一个对称结构即r1?r2，可以得到fr1r2物镜半径为。取第一个面半径为变量，第二个面半径用来保证焦距为60mm。评价函数选用“TRAY”，指定为、以及全孔径。图2-1低折射率材料物镜初始结构参数图2-2选用TRAY评价函数我们先看看初始像差数据，由图2-3可以看出，初始像差很大，需要优化。图2-3低折射率材料物镜初始像差曲线优化后得到相应的结构数据、像差曲线和点列图分别由下面的图表示。图2-4单片低折射率物镜优化后的结构数据1图2-5低折射率材料物镜优化后的像差曲线2图2-6低折射率材料物镜优化后的点列图可以看到低折射率单
6、片优化后的球差和弥散圆直径依然在毫米级，这与要求相差太远，我们再考虑其他材料。2、单片高折射率材料的情况换用一种较高折射率的玻璃，看看它的像差情况，选用ZF14，这是一种高折射率材料，通过查找光学设计手册，可以查到He-Ne激光在ZF14玻璃中的折射率为。依然利用公式111?(n?1)(?)，可计算出对称结构的物镜球面的半径，fr1r2此时，初始结构半径为，依然采用第一个面半径为变量，第二个面半径来保证焦距为60mm，不改变评价函数，看一下高折射率材料能不能通过优化得到一个理想的结果。3图2-7高折射率材料初始结构数据优化后结构参数如图2-8所示，再来看一下像质优化情况，由像差曲线和点列图，可
7、以看到最大像差减少到1000m，点列图直径也减少到496m，相比于低折射率材料的物镜优化后的结果，要少了一倍，因此可以看出，高折射率材料优化后的像质更好，但是依然离要求的结果相差太远。需要考虑其他结构，将一片改为双片结构再进行分析优化。图2-8高折射率材料物镜优化后的结构参数图2-9高折射率材料物镜优化后的像差曲线4光学课程设计报告姓名：徐涛学号：XX0259学院：仪器科学光电信息工程学院班级：光信2班指导老师：刘志建设计任务要求设计题目：显微镜设计要求：目镜:放大率19倍物镜：放大率6倍共轭距150mm中间像直径大于6mm课程要求熟悉ZEMAX的基本操作完成ZEMAX练习内容.docx内容按
8、照给定参数，设计显微目镜、物镜，并组合。完成课程设计报告物镜一、物镜系统选择按照参数，从光学仪器设计手册-显微物镜.doc中选取编号4-03号物镜。该结构有如下特征：1、放大率为-5，接近目标值-6。2、采用对称结构，可以有效降低加工难度和成本。物镜镜头如图：将该物镜的镜头数据输入到新建LDE表格中。根据条件，系统物面空间NA设为，便于目镜的选择制作。视场数据选用如图所示：二、物镜优化分析先把各个面曲率半径设为可变，确定默认优化函数PMAG为6倍后开始优化。物镜镜头共轭距改为150mm，要进行镜头缩放。1、优化结果分析镜头结构：物镜数据优化表格：该物镜镜头同时替换了玻璃，进行了锤形优化使镜头SPT图显示更好。SPT图：通过数据可以看出，优化结果还可以。我们还可以从多个图分析该镜头的优化程度，接下来呈现多个优化结果。MTF图：系统信息图：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
