ZEMAX光学设计汇报
一、设计目标
经过对设计一个双胶合望远物镜,学会zemax软件基础应用和操作。
二、设计要求
°,焦距为1000mm,且相对孔径为1:10双胶合望远物镜,要求相高为y`=。
三、设计过程
双胶合望远物镜系统初始结构选定
因为该物镜全视场角较小,所以其轴外像差不太大,关键校正像差有球差、正弦差和位置色差。又因为其相对孔径较小,所以选择双胶合即可满足设计要求。本系统采取紧贴型双胶合透镜组,且孔径光阑和物镜框相重合。
依据设计要求,假设像差初级像差值为零,即球差;正弦差;位置色差。那么按初级像差公式可得,由此可得基础像差参量为。
因为没有指定玻璃种类,故暂选择冕牌玻璃进行计算,即。
鉴于玻璃性价比很好,所以选择作为其中一块玻璃。查表发觉当,和最靠近组合是和组合,此时对应。此系统选定和
组合。
折射率,折射率,,,,,,。
通常情况下,先利用下式求解出两个值:
再和利用下式求值相比较,取其最相近一个值:
因为 ,所以可近似为,。
视场(负号表示入射光线从光轴左下方射向右下方),物距(表示物体在透镜组左侧无穷远处),入瞳半径,光阑在透镜框上,即入瞳距第一折射面距离为。数据整理表以下所表示。
表1 数据整理表
玻璃牌号
表中之所以为零,是因为我们为了计算方便,在一开始时就假定了该透镜组为没有厚度薄透镜组。经验证该薄透镜组像差较小,适宜作为初始结构。
考虑到任何实际透镜组总是有一定厚度,所以需要把薄透镜组转换成后透镜组。
依据设计要求,,则通光口径。选择压圈方法固定透镜组,该方法所需余量由《光学仪器设计手册》查得为,由此可求得透镜组外径为。
对于凸透镜而言;假设,分别为球面矢高,为折射球面曲率半径,为透镜外径,图所表示,则
由上式可求得,。将所求结果代入下式中可求得凸透镜最小边缘厚度:
利用下式可求得凸透镜最小中心厚度。
。
对于凹透镜而言:先求得,再代入下式中可求得凹透镜最小边缘厚度。
利用下式可求得凹透镜最小中心厚度。
薄透镜变换成后透镜时,应保持和不变条件下进行。
四、设计结果
1、入瞳直径设定()
2、视场角设定()
3、工作波长设定()
4、评价函数选择(、)
5、系统透镜参数表()
6、优化工具窗口()
7、系统结构轮廓图()
8、系统FFT MTF()
9、系统FFT PSF()
10、系统FIELD CURV/DIST图()
()
11、系统GRID DISTORION图 ()
12、系统SPOT DIAGRAM图 ()
13、系统LATERAL COLOR图()
14、系统RAY FAN 图 ()
15、系统OPD FAN图 ()
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