ZEMAX光学设计报告.docx

ZEMAX光学设计报告
ZEMAX光学设计报告
ZEMAX光学设计报告
ZEMAX 光学设计报告
一、设计目的
经过对设计一个双胶合望远物镜，学会 zemax 软件的基本应用和操作。
二、设计要求
设计一个全视场角为 °，焦距为 1000mm，且相对孔径为 1:10 的双胶合望远物镜，
要求相高为 。
三、设计过程
双胶合望远物镜系统初始构造的选定
选型
因为该物镜的全视场角较小，所以其轴外像差不太大，主要校订的像差有球差、正弦差和地点色差。又因为其相对孔径较小，所以采纳双胶合即可知足设计要求。本系统采纳紧贴型双胶合透镜组，且孔径光阑与物镜框相重合。
确立基本像差参量
依据设计要求，假定像差的初级像差值为零，即球差
'
'
0 ；地点色差
L0
0 ；正弦差 K s0
' lFC00 。那么按初级像差公式可得
S
S
C 0 , 由此可得基本像差参量为
P
W
C 0 。
求 P0
P
W
2
P0
冕牌玻璃在前时
2
P
W
火石玻璃在前时
因为没有指定玻璃的种类，故暂采纳冕牌玻璃进行计算
, 即 P
0
。
选定玻璃组合
基于 K 9 玻璃的性价比较好，所以选择
K 9作为此中一块玻璃。查表发现当 C
, 与
P0
K 9
与
ZF2
组合，此时对应的
P0
最靠近的组合是
。此系统选定
K 9与 ZF2 组合。
K 9的折射率 n1， ZF 2 的折射率 n2， P
0
,
Q0
, W0
，
1， A
, K 。
求形状系数 Q
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一般状况下，先利用下式求解出两个 Q 的值：
P P0
Q Q0
A
再与利用下式求的 Q 值对比较，取其最邻近的一个值：
Q
Q0
2 W
P0
A 1
因为 P
P0
，所以可近似为 Q
Q0, W
W0
。
求归一化条件下的透镜各面的曲率
1
1
n1
1
Q
1. 5163 2. 009404
r
n
1
1
1
1
1
2
1
Q
r 2
1
n2
Q
1 1
r 3
3
n2
1
n2 1
求球面曲率半径
r 1
f
1000
1
r 2
f
1000
2
r 3
f
1000
3
整理透镜系统构造数据
视场 tan
（负号表示入射光芒从光轴左下方射向右下方）
，物距 L
（表
示物体在透镜组左边无量远处） ，入瞳半径 h 50mm ，光阑在透镜框上，即入瞳距第一折射面的距离为 0 。数据整理表以下所示。
表 1
数据整理表
r / mm
d / mm
玻璃牌号
r1
//
//
r2
d1
0
K 9
r3
d2
0
ZF 2
表中的 d 之所认为零，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的薄透镜组。经考证该薄透镜组的像差较小，适合作为初始构造。