ZEMAX光学设计报告.doc

ZEMAX光学设计报告
一、设计目的
通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
°,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y`=。
三、设计过程
双胶合望远物镜系统初始结构的选定

由于该物镜的全视场角较小,所以其轴外像差不太大,主要校正的像差有球差、正弦差和位置色差。又因为其相对孔径较小,所以选用双胶合即可满足设计要求。本系统采用紧贴型双胶合透镜组,且孔径光阑与物镜框相重合。

根据设计要求,假设像差的初级像差值为零,即球差;正弦差;位置色差。那么按初级像差公式可得,由此可得基本像差参量为。

因为没有指定玻璃的种类,故暂选用冕牌玻璃进行计算,即。

鉴于玻璃的性价比较好,所以选择作为其中一块玻璃。查表发现当,与最接近的组合是与组合,此时对应的。此系统选定与组合。
的折射率,的折射率,,,,,,。

一般情况下,先利用下式求解出两个的值:
再与利用下式求的值相比较,取其最相近的一个值:
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的距离为。数据整理表如下所示。
表1 数据整理表
玻璃牌号
表中的之所以为零,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的薄透镜组。经验证该薄透镜组的像差较小,适宜作为初始结构。

考虑到任何实际的透镜组总是有一定的厚度,因此需要把薄透镜组转换成后透镜组。
根据设计要求,,则通光口径。选用压圈方式固定透镜组,该方式所需余量由《光学仪器设计手册》查得为,由此可求得透镜组的外径为。
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,如图所示,则
由上式可求得,。将所求的的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的最小中心厚度。
。
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的最小中心厚度。
薄透镜变换成后透镜时,应保持和不变的条件下进行。
四、设计结果
1、入瞳直径的设定()

2、视场角的设定()

3、工作波长的设定()

4、评价函数的选择(、)


5、系统的透镜参数表()

6、优化工具窗口()

7、系统的结构轮廓图()

8、系统的FFT MTF()

9、系统的FFT PSF()

10、系统的FIELD CURV/DIST图()
()
11、系统的GRID DISTORION图()

12、系统的SPOT DIAGRAM图()

13、系统的LATERAL COLOR图()

14、系统的RAY FAN 图()

15、系统的OPD FAN图()

16、系统的WAVEFRRONT MAP 图()

17、系统的 diffraction encircled energy 图()