光學(xué)設(shè)計概要與像差校正課件1

1、成象理論（外形尺寸計算） 象差理論（完善光學(xué)系 統(tǒng)） 設(shè)計典型光學(xué)系統(tǒng) 光學(xué)設(shè)計的理論 設(shè)計報告：設(shè)計報告： 系統(tǒng)設(shè)計說明書系統(tǒng)設(shè)計說明書 象差曲線圖象差曲線圖 光學(xué)零件圖紙光學(xué)零件圖紙 計算的打印結(jié)果計算的打印結(jié)果 完成：完成： 雙筒棱鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)設(shè)計雙筒棱鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)設(shè)計 第一節(jié)第一節(jié) 對光學(xué)系統(tǒng)的要求對光學(xué)系統(tǒng)的要求 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計 一 光學(xué)系統(tǒng)的基本特性 NA , D/NA , D/f f , f , , L , L Y , Y, 2w ，2w, D入瞳 , D出瞳 , Lz 外 形尺寸:計算垂軸與沿軸尺寸 三 成象質(zhì)量:滿足 第二節(jié) 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計概述 由使用要求決定光學(xué)系統(tǒng)的性

2、能參數(shù)、 外形尺寸和各光組結(jié)構(gòu) 分四個階段： 外形尺寸計算 初始結(jié)構(gòu)計算 象差校正 象差平衡及象質(zhì)評價 對光學(xué)系統(tǒng)要求 1 光學(xué)系統(tǒng)的基本特性 2 外形尺寸： 橫向及縱向尺寸 各組光瞳之間的銜接 三 成象質(zhì)量 光學(xué)系統(tǒng)的外形尺寸計算 由物鏡和目鏡組成的望遠(yuǎn)系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)和光束限制 望遠(yuǎn)鏡光路圖： 三、開普勒望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸計算三、開普勒望遠(yuǎn)鏡的外形尺寸計算 已知筒長已知筒長L、，求開普勒望遠(yuǎn)鏡外形尺寸。，求開普勒望遠(yuǎn)鏡外形尺寸。 反射棱鏡成像特性:在光路中相當(dāng)于平行平板 軸向位移 L= d ( 1 - 1/n) 簡單棱鏡 棱鏡 復(fù)合棱鏡 屋脊棱鏡 棱鏡展開：沿反射面的次序依次展開 等效空氣層的厚度

3、 nD/4 簡單望遠(yuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 不考慮反射倒象棱鏡 結(jié)構(gòu)計算： 物鏡與目鏡的焦距 物鏡的通光孔徑、孔闌、 出瞳直徑、視場光闌直徑、目 鏡視場角、鏡目距、目鏡通光 孔徑、視度調(diào)節(jié)量、物鏡目鏡 結(jié)構(gòu) 視度調(diào)節(jié) = mm 帶有棱鏡轉(zhuǎn)象系統(tǒng)的望遠(yuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖： 1000 5 2 目 f 設(shè)計要求：雙筒棱鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計 （采用普羅I 型棱鏡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)象） =6，D/f=1/4 ，2w=8 視場邊緣有50%的漸暈 棱鏡漸暈25% 目鏡漸暈25% 棱鏡最后一面到分劃板距離14mm 可以為15、16、17、18mm. 否則第一個棱鏡會擋住平行光束 出瞳距離Lz 8-10mm 物鏡要與棱鏡產(chǎn)生的象差平衡（五角屋脊 棱

4、鏡要考慮與物鏡的象差平衡） l= d ( 1 - 1/n) 等效空氣層厚度 d = d / n 好處：光線通過厚度為d的空氣層，光線 不偏折 等效空氣平板等效空氣平板： 光線經(jīng)過光線經(jīng)過MOPN后，在后，在NP面上面上B點出射情況與光線經(jīng)過點出射情況與光線經(jīng)過MORQ后在后在 T點出射情況完全相同，不同的是經(jīng)過點出射情況完全相同，不同的是經(jīng)過MOPN有折射，經(jīng)過有折射，經(jīng)過MORQ 則沒有，稱則沒有，稱MORQ為為MOPN的等效空氣平板，令其厚度為的等效空氣平板，令其厚度為 。 d n d n ddldTBdd) 1 1 ( 先定棱鏡口徑 外形尺寸： NA , D/f , f , , L ,

5、L Y , Y, 2w , D入瞳 , D出瞳 , Lz 孔闌的設(shè)置：位置、大小。 孔闌大小由光照度、分辨率、成像質(zhì) 量確定 顯微物鏡NA，照相物鏡D/f n系統(tǒng) 不同光學(xué)系統(tǒng)孔闌設(shè)置 遠(yuǎn)心光路： 目鏡： 出瞳和眼瞳重合 顯微物鏡：孔闌在低倍物鏡 框上 物方：孔闌在象方焦面上 像方：孔闌在物方焦面上 視闌的設(shè)置：一般在物、像面上 圖書館 光學(xué)儀器設(shè)計手冊 （上） 實用光學(xué)設(shè)計方法 與現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng) 光學(xué)設(shè)計 工程光學(xué)設(shè)計 光學(xué)設(shè)計手冊 由任務(wù)書畫光路圖、計算光學(xué)參數(shù) 物鏡：D/f=1/4， D=30 , f1 =120 , 目鏡：= 6 , =-f1 /f2 , f2 = 20 . 沿軸尺寸較好

6、計算，口徑如何計算？ 孔徑中心能量最大，要攔邊緣光 n系統(tǒng) 棱鏡設(shè)計： 形狀 厚度：查光學(xué)設(shè)計手冊 校象差：物鏡和棱鏡象差一起校正 y = f物 tg = tg / tg a14 (不超過20) b定為2mm C = f 2 d b a 棱 鏡 2nd=2d=67,2d=67/n=67/1.5162 保證不擋軸上光線 C 53.7024 目鏡焦距知道，目鏡口徑可由漸暈求出 n幾何計算 求出h1高，兩塊棱鏡一樣大 afx x h h 11 1 fx x y h h1 = ?棱鏡 厚4h1,半口 徑8.5，假 設(shè)高8.5， 厚度d= 8.54=34 等效空氣 平板厚d = d / n D/f1 =

7、 1/4 f1 = 120 n系統(tǒng)等效光路圖 n系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 有兩個漸暈 棱鏡最后一面:擋上邊25% 光束 目鏡 ：擋下邊25%的光束 望遠(yuǎn)物鏡選型：P410課本 物鏡D/f1=1/4， D=30 , f1=120 雙膠合物鏡 雙分離物鏡 三片型物鏡 攝遠(yuǎn)物鏡 物鏡可選雙膠合 f = 120 D/f = 1/4 目鏡型式 = tg/ tg= -f1 /f2 2 Lz f2 冉斯登目鏡 2：30-40 相對鏡目距 Lz =1/4 凱涅爾目鏡 2：40-50 相對鏡目距 Lz =1/2 可選凱涅爾目鏡 仔細(xì)計算外形尺寸 顯微系統(tǒng)：p410 照明系統(tǒng) 目鏡焦面與成象象面重合 P388 畫顯微鏡的光學(xué)原

8、理圖 NA=0.1 NA=nsinu =0.1 =-2 Sinu=0.1,u=-0.1, lu=lu,u=0.05 顯微鏡系統(tǒng) 0 ，物放在物鏡的F1 前面 AB對物鏡的象A1B1可在F2上，也可在 F2以內(nèi)。 A1B1的象可在無窮遠(yuǎn)，也可在 250mm-之間 L=1 mm , L=4mm 橫向放大率 = 2 = 4 在光學(xué)設(shè)計中，顯微物鏡反追，由大量 向小量變化計算，很方便 書中p211,已用反追算好了，顯微物鏡結(jié)構(gòu) 參數(shù)（反追）。 P211習(xí)題第1題，顯微鏡lz=-33.6, y=-10,r1=-23 （或-24）（改為大1 mm),反追計算 復(fù)習(xí)：幾何光學(xué)、象差概念 改變（n,r,d)

9、完善光學(xué)系統(tǒng)象差 實際象差= 初級象差 + 高級象差 球差L = A1h 2 + A2h 4 + A3h6 +- 改變（n,r,d) ，使初級象差和高級象差平衡 使L = 0 哪些象差與哪些光學(xué)參量有關(guān) 光學(xué)參量： D/f (孔徑）,2y,2y, 2,2（視場) 象差的現(xiàn)象、產(chǎn)生原因、如何消除各種象差 1. 明確象差概念 2. 掌握初級象差理論 象差分類 n球差L n彗差KT，KS 象散xts 場曲xt ， xs 畸變yz 位置色差lFC 倍率色差yFC 典型光學(xué)系統(tǒng) 1 顯微鏡，望遠(yuǎn)鏡， 照相機(jī)，投影儀 成像原理 2 外形尺寸計算：軸向尺寸、垂軸 尺寸、通光口徑、物高、象高、光闌 鏡頭設(shè)計和

10、質(zhì)量評價 鏡頭選型： 應(yīng)用象差理論、 通過光路計算象差,校正象差 設(shè)計出質(zhì)量好,滿足使用要求的系統(tǒng) 光線的光路計算和象差理論 象差理論 單色象差:球差,慧差,象散,場曲,畸變 色差:軸向位置色差,倍率色差 要消除哪些象差 球差: L= L l L正比于U2 沿軸象差，象面上為彌散圓斑 球差為零的三對物象共軛點 正弦差 SC= KS/y (0.0025-0.00025) 慧差 子午 慧差 弧矢慧差KS 與孔徑，視場有關(guān) KT =3KS正比于U2、 )( 2 1 zbaT yyyK 第一近軸光 第二近軸光 n視場小的寬光束Sc=Ks/y nSc0.00250.00025 象散： 場曲：像面彎曲 子

11、午場曲 弧矢場曲 畸變： yyy zz 相對畸變：使象變形，成象清晰， 不影響象的清晰度，正比于3 0 0 100*) ( y yy z z y 位置色差 CFFC lll 彌散彩色斑 CFFC lll近軸光位置色差 倍率色差 CFFC yyy 視場邊緣出現(xiàn)彩色斑 完全對稱系統(tǒng)=-1，垂軸象差自動 消除 復(fù)印機(jī)光路結(jié)構(gòu)圖 p260,p261,雙分離 照相物鏡：圖 9-43 正弦差，位置色差 P264 縱坐標(biāo)為相對視場 9-44：相對畸變 9-45：場曲、象散 象差歸納 象差 定義與孔徑視場關(guān)系現(xiàn)象校正方法 L L- l 正比于 正比于 . 正比于 正比于 正比于 圓斑彩色彌散 正比于 邊緣出現(xiàn)

12、彩紋 ST KK )( 2 1 zbaT yyyK 2 U 2 U ts X st ll 2 T X S X st ll 2 Z Y yyz 3 FC l CF LL FC Y cF yy 象差曲線：沿軸，垂軸，縱坐標(biāo) 會分析、評價 象差容限的確定 各種各類物鏡要消的象差及要求 設(shè)計雙膠物鏡象差、棱鏡結(jié)構(gòu)象差、 TCOS的使用方法、象差容限 象差計算的譜線選擇：初級色差 阿貝常數(shù) 用人眼觀察的目視系統(tǒng)對D光校單 色像差，對F、C光校色差 CF D D nn n 1 照相系統(tǒng) 對F光校單色象差 對D光和C光校色差 天文望遠(yuǎn)鏡，航空照明 對G校單色象差 對F光和G光校色差 一般系統(tǒng)： )( 2 1

13、 21 nnn 21 nndn 21 21 1)(5 . 0 nn nn 像差容限： 第十三章、波像差 光沿光線傳播：幾何像差 成象質(zhì)量評價：用波像差，用波動理論 波像差：理想像面（球面波）與實際像 面之差。1倍焦深：2L 瑞利判斷 成象波面對球面的變形程度。實際 波面與理想波面之間的最大波象差 小于/4，波面可認(rèn)為無缺陷，系 統(tǒng)成象是完善的 2 sin m Un 焦深 P376 光學(xué)系統(tǒng)的象差容限 2 sin m Un 邊光球差小于等于 1倍焦深 帶光6倍焦深 SC0.0025-0.00025 即可 ysck s 象散 2 sin m stts Un xxx 一倍焦深 FC l 1 屈光度1

14、 1 1 0.001 0.0015 0.0031 Un sin 5 . 1 ts x , st xx y Y q z FC y 目 f 目 f 目 f 0 0 0 0 5100*) ( y yy q z 相對畸變 象面彎曲 、 在人眼的調(diào)節(jié)范圍 倍率色差以角度表示 0正透鏡用冕牌，負(fù)透鏡用火石 2 0 ) 1 . 0(85. 0pp 3.根據(jù)P0 , C 由光學(xué)儀器設(shè)計 手冊查玻璃對 由手冊表 5-19查玻璃組合 , Q盡量小 A . B . C . K. L . Q0 . P0 . W0 . P 4.計算Q（2-38） 5.根據(jù)Q求:r1 , r2 , r3（2-39，2-40） h S P

15、 物,hpS 物 jwS 物 h S P 物 J S w 2 )( h w 3 )( 151,120 h p pphf，規(guī)化焦距為 2 )( h w 由P0 . C查手冊 找玻璃參數(shù)A . B . C . K. L . Q0 . P0 . W0 . P ； 計算Q（2-38） 根據(jù)Q求:r1 , r2 , r3（2-39，2-40） BaK2 ZF2 玻璃對（兩對） 1 = 2.031102 A = 2.404959 B = 20.24243 C = 42.85516 K = 1.702479 L = 7.0911880 課本下冊P30頁 圖書館借光學(xué)儀器設(shè)計手冊 算出的結(jié)構(gòu)是焦距為規(guī)化為1m

16、的 結(jié)構(gòu)參數(shù) 然后要乘上1000mm，還原， 透鏡變厚（由幾何方法） 物鏡與棱鏡間隔取整，也可保留一位小數(shù)， 棱鏡厚度也取整。壓圈和滾邊通光孔徑應(yīng)有多大余量 口徑多大，凸透鏡邊緣厚度應(yīng)多大，稍厚一點。 負(fù)透鏡中心厚度，口徑多大， 中心應(yīng)有多厚 TCOS輔助功能：透鏡彎曲，焦距縮放 f120mm 看計算結(jié)果及象差曲線 L SC KS =sc y FC L 校0.707帶光球差校正到 容限范圍為6倍焦深 邊光球差為1倍焦深 0.707帶光色差為零， 邊光色差和零孔徑最大（對稱） 理論位置色差為在1倍焦深內(nèi) F . C 光交點為位置色差， SC 在 （0.0025-0 . 00025）之間 看球差在

17、容限范圍內(nèi)否 校正球差方法 ： 彎曲半徑 整體彎曲 （保證光焦度不變，選最佳值） 手動r1 r2 ，r3 對哪個像差變化大 先手動 r3，位置色差敏感，校正 位置色差 標(biāo)準(zhǔn)f=120 最后f: 119.5120.5 半徑r要套標(biāo)準(zhǔn)半徑(查手冊) 厚度d取整 交結(jié)果 1.回顧初始結(jié)構(gòu)計算 2.上機(jī)校正象差方法 3.目鏡設(shè)計 參考 天津大學(xué) 第一節(jié) 引言 第二節(jié) 用代數(shù)法求解初始結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 各種典型物鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想和象 差分析 光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的計算方法 1.望遠(yuǎn)物鏡 2.顯微物鏡 3.攝影物鏡 第四節(jié) 從已有資料中選擇 初始結(jié)構(gòu)的方法 1.物鏡選型 2.縮放焦距 3.更換玻璃 4.估算初級象

18、差 （間隔、入射高、等） 二 校正象差的選擇 光學(xué)系統(tǒng) 分類 大孔徑,小視場 小孔徑,大視場 大孔徑,大視場 三 象差方程 4 解方程求初始結(jié)構(gòu)參數(shù) (一) 確定透鏡的通光口徑 初級象差理論、計算毛坯 透鏡固定時,有一定的壓邊 裕量，用表格表示，滾邊（很?。?壓圈（可拿下來） (二) 透鏡的厚度確定和透鏡厚度 負(fù)透鏡中心厚度: p Ddd)12. 01 . 0( min 正透鏡: 2min1 KdKD 間隔: 分離 : 0.10.3mm范圍 min d 第三節(jié) 典型物鏡的設(shè)計思路和象差分析 目的: 雙膠合物鏡,三個變數(shù) 雙分離物鏡 三片型物鏡 遠(yuǎn)攝物鏡 三 顯微物鏡 消色差物鏡 復(fù)消色差物鏡

19、（彩色校二級光譜：螢石） 平場消色差物鏡（照相系統(tǒng)，校場曲） 平場復(fù)消色差物鏡:（用于彩色,CCD，照相 系統(tǒng)，校場曲） 結(jié)構(gòu)型式 四 攝影物鏡（大孔徑 、 大視場） 七種象差 各種結(jié)構(gòu)型式 第四節(jié) 從已有資料中選擇初始結(jié)構(gòu) 各種類型物鏡基本光學(xué)特性間的關(guān)系（圖 示、曲線） 二 縮放焦距: * * f f rr ii * * f f dd ii 三 更換玻璃: 校正色差、校場曲、 光焦度分配消色差 已有焦距 縮放后的焦距、 i i f f * 負(fù)透鏡要檢查中心是否太薄 第四章 計算結(jié)果處理與象差校正和平衡方法 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 計算結(jié)果圖示 一、光路圖 二、各種象差曲線圖 二. 各種象差曲

20、線圖 1.軸上點象差曲線圖 2.軸外點細(xì)光束象差曲線圖 3.軸外寬光束象差曲線圖 4.1 概述 4.2 計算結(jié)果圖示方法 4.3 象差平衡方法 4.4 計算結(jié)果處理方法 4.5 象差校正 4.6 高級象差概述 4.7 初級象差理論在象差 校正中的作用 4.8 光學(xué)玻璃在象差校正 中的作用 計算結(jié)果處理：尋找最佳象面 （最佳象面不為高斯象面） 代數(shù)法：用PW法求象差，用平衡 初級象差的方法，求新的結(jié)構(gòu)參數(shù) 試驗法：改一個面或參數(shù)，列象差 變化表，看哪個面對哪個象差更加 敏感；用內(nèi)插法和外推法，求新的 結(jié)構(gòu)參數(shù) 象差自動校正法： 評價函數(shù) 哪些參數(shù) 權(quán)因子 人工干預(yù) 4.2 計算結(jié)果圖示: 光路圖

21、 象差曲線圖 漸暈圖 P346 特性曲線: 軸上點象差曲線 軸外點細(xì)光束象差 軸外點光束象差曲線圖:彌 散斑 L 大視場球差 T X 寬光束場曲 攔光 離焦 漸暈圖,不同視場光瞳 第二節(jié) 象差平衡方法 1 球差平衡 2 慧差平衡 3 細(xì)光束子午場曲和弧矢場曲平衡 4 畸變平衡 5 軸外象差特性曲線 六. 色差的平衡 慧差：小視場光學(xué)系統(tǒng) SC0.0025 顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡 ySCK s 3 sT KK 大視場光學(xué)系統(tǒng)：在0.7視場校正慧差 使中央的大部分象面上的成象質(zhì)量提高, 視場邊緣的象質(zhì)相對下降. 三. 細(xì)光束子午場曲和孤矢場曲 0.707視場象散為零 t X s X 為正負(fù)5個屈光度 10

22、00 5 2 目 f X ts 四 畸變 5 5 3 5 yByAyz 3%以內(nèi),人眼不能感覺有變形 五 軸外象差 大視場、 大孔徑系統(tǒng)的軸外光束采用攔光 方法 六 色差的平衡 (一) 位置色差的平衡 第四節(jié) 計算結(jié)果的處理方法 一 光闌位置的選擇 第五節(jié) 象差校正 用代數(shù)法校正 用試驗法校正 0 2 2 1 1 21 消位置色差:重新確定各透鏡的光焦度，使 位置色差得以校正；或換n相同（單色象差 不變）,不同的玻璃. 校球差和子午彗差用整體彎曲方法 雙膠合可冕牌玻璃在前,也可火石玻璃在前 (公式不同) 象差變化量表校正象差: 1.計算初始結(jié)構(gòu)象差 5.找出最有利的自變量進(jìn)行象差校正 6.更換

23、玻璃校正色差（換n相同，單色象 差不變,不同的玻璃）. .7.調(diào)整光闌位置 初級象差系數(shù)校正 1.參數(shù)修改. r , d做一個象差計算變化表 2.套體彎曲. 換象差變化較大的面的半徑 3.變換光焦度(對應(yīng)面上變換光焦度) 對稱結(jié)構(gòu)中對應(yīng)面上交換光焦度 使球差和象散近似不變,只改變慧差和畸變 還能保證色差和S不變 (2)靠近光闌對應(yīng)面上交換光焦度用于 校正畸變 第六節(jié) 減小剩余象差的方法 一.重新分配光焦度 二.運用n大的玻璃 三.復(fù)雜化 四.加入無光焦度校正板或不暈透鏡 五.利用折射球面的反常區(qū) 六.利用膠合面的折射率差 七.利用非球面 第七節(jié) 初級象差理論在象差校正中的應(yīng)用 光闌位置移動 （

24、下面三種象 差不變） 球差 ii SS * V VSS * 場曲 CC * 位置色差 攝遠(yuǎn)物鏡設(shè)計的原則 同心原則，對稱原則（=-1，垂軸象差自 動消除；視場大時，球面彎向光闌；孔徑 大，背向光闌） (1)消色差膠合面 (3)消象散膠合面 (2)消球差膠合面 5 復(fù)雜化 1加膠合面 上機(jī)： 三片物距(柯克型) 照相物鏡 物鏡,外形解好,校正好 物鏡象差 L SC FC L 目鏡設(shè)計 外形尺寸設(shè)計 計算及上機(jī) 二.目鏡光路與初步設(shè)計（目鏡要反追） 接眼鏡結(jié) 構(gòu)參數(shù): 查光學(xué)設(shè)計手冊） 目眼 (2420*2 . 12 . 1 ff ;10 Z L （設(shè)計手冊的規(guī)定） 眼 mmh f L z Z 4

25、15. 0 24 10 根據(jù)單個透鏡對無限遠(yuǎn)目標(biāo)成象. 應(yīng)滿足: 0 4 . 0 p hz 0 6 . 2p 93. 0 415. 0 4 . 0 2 o p ; 0 ts X 0 T K 為校正 0 C93. 0 0 p (一) 目鏡設(shè)計要求及選型：目=12.5、 f目=20mm,lz=10mm,D出瞳 =5mm, 2 =45(選凱涅爾目鏡，它是在冉斯 登目鏡基礎(chǔ)上發(fā)展來的，可放分劃板） (二) 利用雙膠合透鏡 查表選玻璃 使高級象差小，應(yīng)盡量選 和 絕對 值小的玻璃 0 p 1 0 Q 3 ZF 7172. 1 1 n 3 ZK 948.0,5892.10 2 pn 5 .29 1 1 .

26、4, 2 .610 2 Q 93. 0 1 93. 1 2 將 代入 0 P 5 . 2948. 06 . 26 . 2 0 p 2 . 0,72. 2 67. 1 2 . 05 . 2 1 . 4 67. 1 0 0 0 QQ 79. 172. 293. 0 2 Q 5 . 079. 1 7172. 0 93. 0 1 2 1 1 n 48. 1 5892. 0 93. 1 79. 1 1 2 23 n 接眼透鏡焦距: 24 目 f 48 5.0 24 1 1 f r 36.13 79 . 1 24 2 2 f r 14.16 49. 1 24 3 3 f r 2 .1724,10 1 1

27、zz lfl 眼 18d 2 .35182 .17 12 dll zz 考慮兩個透鏡都有主面位置： mm5,42 F2 ll z 取 mm1251205 2 物 fll Fz （孔闌設(shè)在物鏡框上） d自設(shè)，此取 2 .16) 15163. 1 (4 .31 ) 1(1 421 nfrn 場 5 r n場鏡采用玻璃， 并做成平凸形，有： n校： sT kk ts x t x s x z y FC y 屈光度1 2461 5%7%12%1 0.0010.00150.0031 1 Un sin 5 . 1 ts x , st xx y Y q z FC y 目 f 目 f 目 f 場鏡焦距: )(1

28、 21 n 場 21 11 1 1 rr n f 場 目鏡:接眼鏡與場鏡結(jié)合并反追結(jié)構(gòu) rdnDnFnc 1.51 13.364.51.7172 16.14181.5981 16.24.51 (填0） 1.5163 目鏡的象差容限 象散： 屈光度 4 ts X t X s X （倍率色差）2 FC Y 慧差（漸暈）： （難校） 5.0 sin2 3 )5.0( Un K T （各個視場、各個孔徑要看） 畸變：邊緣q5%,中心q3% 說明： 設(shè)計說明書 象差計算結(jié)果 工程圖紙 CAD 手畫 換玻璃要查：光學(xué)儀器設(shè)計手冊 套標(biāo)準(zhǔn)半徑：設(shè)計手冊上有一系列標(biāo)準(zhǔn)半徑 套選幾組：試著計算象差 厚度夠不夠，

29、焦距是否符合，象差合格否？ 光瞳銜接 1251205 2 物 fLL ZZ f ：以主面位置為參考 ； ：以頂點位置為參考 F L 第五講 （2學(xué)時） 象質(zhì)評價與象差公差 第一節(jié) 象質(zhì)評價方法簡介 1 瑞利判斷 2 中心點亮度（點列圖） 3 分辨率 4 點列圖 五 光學(xué)傳遞函數(shù) 1 瑞利判斷 波象差0.1D 邊界條件:透鏡曲率半徑受限于中心厚 度和邊緣厚度,不能任意修改折射率,也 受限于材料種類 3.自動設(shè)計:構(gòu)造評價函數(shù). 一組結(jié)構(gòu)參數(shù)X1.X2.XN的值. 使評價函數(shù)具有盡可能小的值 是求多元函數(shù)的極值問題,屬于數(shù)學(xué)上的 最優(yōu)化問題. 迭代過程:逐次修改結(jié)構(gòu)參數(shù),使評價函數(shù) 達(dá)到極小的過程

30、. 方法:最小二乘法（缺點:進(jìn)入一個極值出 不來） 適應(yīng)法：人工，應(yīng)有設(shè)計經(jīng)驗 第二章 適應(yīng)法 1 方法、思想 2 優(yōu)點 3 適應(yīng)法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 一般：象差的個數(shù)M大于結(jié)構(gòu)參數(shù)N.即MN 而在適應(yīng)法中,并不同時控制所有象差 適應(yīng)法:挑選若干個較重要的 象差控制: NM 即適應(yīng)法中象差的個數(shù)M等于或小于結(jié)構(gòu)參 數(shù)的個數(shù)N 參量改變量新象差， 原始象差， xF FxAFF * 00 * 0 * FFxA 優(yōu)先控制）（要確定哪些象差需要 達(dá)到目標(biāo)值適應(yīng)法優(yōu)點：象差獨立 NM ffffF M * 3 * 2 * 1 * , 確定哪些象差優(yōu)先控制 (1)邊界條件,厚度不太薄 d0.1D (3)1.48n1.80 TCOS的功能介紹(TCOS軟件說明書) 計算繪制點列圖 點列圖能量分布曲線 自動尋找最佳象面位置 第三章 自動優(yōu)化功能 適應(yīng)法:參加校正象差個數(shù)不大于自變量個 數(shù),要平衡的象差由設(shè)計人員自己定,、f 也可作為象差來校正. 37種象差的表示方法. 自動校正功能的實現(xiàn) 輸入的初始數(shù)據(jù)半徑要加”V”變紅, 選擇要校正的象差(光焦度也可作為一種象 差來校正) 校正時可中斷自動優(yōu)化,注意隨時將自動優(yōu) 化結(jié)果存盤 軟件說明書中 第四章 TCOS象質(zhì)評價及其它計算功能 目鏡看輸出的象差結(jié)果 D 光各視場 畫圖表示: sT k