烈修礫程殺针報告.docx

烈修礫程殺针報告.docx烈修礫程殺针報告
姓名 学号 班级 学校
目录
设计任务与要求 3
设计步骤 4
一、 外形尺寸计算 4
二、 光学系统选型 6
三、 物镜的设计 7
1、 用PW法计算双胶合物镜初始结构： 7
求力，/?. , J 7
Z
求平板像差 7
求物镜像差 7
(4 )计算 P, W 8
(5 )归一化处理 8
(6 )选玻璃 8
(7)求形状系数Q 9
(8 )求归一化条件下透镜各面的曲率 9
(9 )求薄透镜各面的球面半径 9
(10)求厚透镜各面的球面半径 9
2、 物镜像差容限的计算 10
3、 物镜像差校正 11
4、 物镜像差曲线 13
四、 日镜的设计 14
1、 用PW法计算凯涅尔目镜初始结构 14
(1 )接目镜的相关参数计算 14
(2)场镜的相关参数计算 15
2、 目镜像差容限的计算 16
3、 目镜像差校正 17
4、 目镜像差曲线 20
五、 光瞳衔接与像质评价 20
1、 光瞳衔接 20
2、 像质评价 21
3、 总体设计评价 21
学习体会 22
附:零件图与系统图 24
说针任务鸟要求
设计题目：双筒棱镜望远镜设计
设计技术要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗］型棱镜转像，系统要求为：
1、 望远镜的放大率r=6倍；
2、 物镜的相对孔径D/f，=1： 4 （D为入瞳直径,D=30mm）；
3、 望远镜的视场角2 3=8。；
4、 仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；
5、 棱镜报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 ' >8~10mni
殺针步骤
一、外形尺寸计算
由入瞳直径”3斶及相对孔径厂皿可得:
物镜焦距/] =4xD = 120mm 由r = 6 ,知：
一・ D
出 1® 径 D = — = 5 mtn
r
■
目镜焦距 X= —= —= 20/77/n
由物方视场2co = 8°,可得：
I
目镜通光口径 D. = [(/； + + 2 =
分划板直径D2=2 fjgs = 〃切
分划板半径经=&3912
2
又由：fgco =I7g(o = 6/g4°,可得：
像方视场2co =°
该望远系统采用普罗I型棱镜转像，普罗T型棱镜如下图：
普罗I型棱镜
将普罗I型棱镜展开，等效为两块平板，如下图:
棱镜展开图
由设计要求：视场边缘允许50%的渐晕，可利用分划板拦去透镜下部25%的光，利用平 板拦去透镜上部的25%的光，这样仅有透镜屮间的50%的光能通过望远系统，使像质较好。 在上图屮截取平板拦光部分的梯形进行研究，如下图，可得比例关系：
/?- 120-6/
- - 120
其屮a为笫二块平板的示表瓯到
分划板的距离，根据要求，可取
a = 14mm。
解得•： h =
由此可得：
等效平板厚度D = 2/? =
所以棱镜展开的实际厚度：L=KD = /«
考虑到棱镜的装配,取厶=
I 33 5 因此，等效空气平板厚度d = - = ^^ = 22Amm
n
考虑到棱镜通光口径有限，因此需考虑到全孔径全视场的光线要能通过棱镜的第一个而（如
下图），则物镜到第一个棱镜前表面的最小距离必须满足：
h =f\_c
D/2 /,
其屮c为物镜到第一个棱镜前表面的最小距离。
代入数据，
〜 120 —c
得： =
15 120
解得：
c = mm
因为实际物镜到第•个棱镜前表血的距离c满足：
c - \ 20-a-b-2d =
其屮b为普罗［型棱镜系统的两棱镜的距离，根据要求，取b = 2mm 由c > 2知，设计满足实际棱镜通光口径的限制。
二、光学系统选型
根据设计技术要求与外形尺寸计算结果：
物镜：DI / =1:4, 2e = 8°, f = 120 mm
目镜：f = 20mm 1a）- , D = 5mm , /. > 8 - 1 Omm
杳阅相关光学手册，可知双胶合物镜与凯涅尔忖镜满足设计任务要求。相关的结构特点，像 差特性和光学性能如下：
双胶合望远物镜（图1）的特点是结构简单，制造和装配方便，光能损失较小。玻璃选择 得当，可以同时校正球差，正弦差和色差。当高级球差得到平衡时，胶合面的曲率较大，剩 余的带球差偏大。因而，