光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)作業(yè)

1、精品顯微物鏡光學(xué)參數(shù)要求為：爐2 , NA=0.1 ,共軻距離為195mm1）根據(jù)幾何光學(xué)計(jì)算相應(yīng)參數(shù)；2）運(yùn)用初級(jí)像差理論進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)計(jì)算；3）使用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件對(duì)初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，要求視場(chǎng)角5o ;4）根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)列出優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的主要像差分析；5）計(jì)算優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的二級(jí)光譜色差。、顯微物鏡的基本參數(shù)計(jì)算為有效控制顯微鏡的共軻距離，顯微鏡設(shè)計(jì)時(shí)，一般總是逆光路設(shè)計(jì)，即按 1/計(jì)。該顯微物鏡視場(chǎng)小，孔徑不大，只需要校正球差、正弦差和位置色差。因此，采用雙膠進(jìn)行設(shè)合物鏡。1_1l 2l l 195解，得111l l f正向光路根據(jù)J nuy在近軸情況下 NA nu'-2 y'

2、;''由此可求解NA n ul 65l 130f 43.33 nuy NA nsin u0.05由此可知逆向光路的數(shù)值孔徑綜上，該顯微物鏡的基本參數(shù)為NAfl0.0543.3365、求解初始基本結(jié)構(gòu)l130感謝下載載精品1）確定基本像差參量 . _ _ , _ _ _, _ . ' _ ,. , 根據(jù)校正要求，令L 0、SC 0、 Lfc 0,即 SS h4 3P 0Sh3hz 3P Jh2 2W 0 解，得 P W C 0_2SC h C 0將其規(guī)化到無窮遠(yuǎn)0.1/2, h 11 u1 6.5mmNA n1sinu10.1,小 1 則 u1 sinU1規(guī)化孔徑角為_0

3、.1Ui 業(yè)2-0.333307h6.5 143.332-可求得規(guī)化后的基本像差參量P P 4W 1 u1 5 2由公式_ _W W u1 2代入可得P 0.3656W 0.88322）選擇玻璃組合取冕牌玻璃在前 2得F0P 0.85 W 0.10.155792根據(jù)F0和C ,查表選取相近的玻璃組合為BaK7-ZF3 ,其參數(shù)為Bak7: n11.5688M 56ZF3:出 1.7172,V229.5F00.11520,Q04.295252, 1 2.113207A 2.397505, K 1.6987523）求形狀系數(shù)Q感謝下載載精品Q1,2QoPP0A4.295252 隨5007 口111

4、5202.397505解得Qi3.849150,Q24.741352Q3QoWW0K0.883245 0.0602414.295252 1.6987524.779728取兩個(gè)相近結(jié)果的平均值Q 4.760544）求各球面的曲率半徑在規(guī)化條件下由公式則焦距32n21.067869可得2.647333E 2n2 11.09994843.33mm時(shí)對(duì)應(yīng)的曲率半徑為r 1 一 40.57615）對(duì)薄透鏡加厚D 2h 13mm采用壓圈法固定，查表得則透鏡的全直徑故該顯微物鏡的外徑透鏡的中心厚度公式其中代入X1n2f16.36721.5mm14.5mm14.5mmtx2 X1X i（D 2）21、2、r

5、3數(shù)值可得0.232 x 20.584 x 30.239感謝下載載39.393精品查表知 正透鏡邊緣最小厚度ti 0.8負(fù)透鏡中心最小厚度d2 1.0代人可得 d1 1.616 d2 1.0可取 d1 2.0mm d2 1.5mm該物鏡的參數(shù)為rdnD%nC40.5762.01.56881.5759691.56582116.3671.51.71721.7346811.71037139.393111三.光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)優(yōu)化利用Zemax軟件的自動(dòng)優(yōu)化功能進(jìn)行像差優(yōu)化設(shè)計(jì) 初始參數(shù)錄入如圖 自變量選取各球面的曲率半徑LersCaU Ecito*SuEf:TvpeCaumfiiitIhicjnie5

6、!GL娼Ejemi-Diaiet«rOBJStBSidardInfinity130.00DG0C11,373526310STirdard40.575000Vz.oonoa6.5820622St-andazd367000Vi.soojoaZB36.5S415O3s廠/匕宜-33.33300076.nZB6DIEAS*andar dInfinity-5.8416Z7對(duì)共軻距進(jìn)行縮放 縮放值為195/198.5 0.9823677縮放后得感謝下載載精品_sis Data Editorfur 74C專心口 ntQ4強(qiáng)MXTh.Lc3a3G4CfCLafc££JLi&quo

7、t;L OAfiCQEOBJSt aaiairdInfinity127.70790111.172985StDSt an lard39. 36OES2r1,564735BaK?6.4£.60D6£Stajkiiafd-L6,D7841271.473552ZT3：6.469QSCSt ojkiSird-9B.£99411VK.fECerakSt-aniairdIndtinity=5.730826此時(shí)保留物距不變其余設(shè)為變量進(jìn)行優(yōu)化。在評(píng)價(jià)函數(shù)中加入的操作數(shù)有焦距EFFL,目標(biāo)值為43.33 ,垂軸放大率 PMAG ,目標(biāo)值為-0.5 ,操作數(shù)TOTR,目標(biāo)值為71 ,

8、控制色差加入操作數(shù)AXCL,目標(biāo)值為0。Marit RiwHm Feftnr 閭2翔E402cc E%Tar yeti irnIHLJL43.331300E 7QJJ.ETR71. OlOMMS PdiCPEiC2-C 5ID000J AXCL皿130,TO7000COIOOOO5 DIFS鵬E ETWE BUIK tefault writ iuactii：乳：spot rmWig ceHtToii 收 3 r邛g百 6最終優(yōu)化后的光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)如下圖，共軻距為195.00011mm上也 EdiiorS-jif:TrpaRadiusThL3二ClassScui-D二 拉吧匚型工OBIInlLii

9、ityU4 oaoooo1IL84 郵!STOft的石且EdE0.6069S2VE.6G3S55Vaun5.261248£Staiidard-1SJ2989Su架000044V2P36.29R13EVS.3澗萬73解歌叱IM*StanBsrd1311 LHLty口5.672200感謝下載載精品Optimization- 衛(wèi)4隔?同仁T argets; 1241 Cyde¥印出bte第65 CyclesInitial MF. 101422992710 CyclesCurent MF, 0.01422992750 CyclesIdleIrF. Cycl&sEwecuti

10、ori Tim比。234 secAlgorilhm: D后的ped Leasl SquaresExit tt CPU's: ? Aulo Llpdale四、光學(xué)系統(tǒng)的主要像差分析 該光學(xué)系統(tǒng)的像差結(jié)果（賽的和數(shù)）如下所示:Seidel AJjerlatiocn.Coe tficients 二Surf 3PHA 51COTIA S£ASTI S3rCUR 54DI5T 55CLA (CL)CTR (CT )STOO.Q1O7S60.00544Q.QC27S2Q.QQEJ.L3O.OOZ4fi9-QTQQt34Q-0,0035152-0.053&l0.00438-D.00

11、0704-0.0010820.000140.031544-0.0034130.OSS5O2-G.0141130.0034250.0037S4-0.001745-0.0257020.006235IMJL0.000000o.oooooa(J. OOOOOO0.0000000.0000000.0000000.000000TOT0.008597-0.OOZ17Z0.0054800.O04S1S0 . 000313-o. aoj.O3s-0. 口006”該光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)列圖及傳遞函數(shù)曲線如下圖所示:對(duì)傳遞函數(shù)曲線選取主頻率為80Hz感謝下載載精品1： FR MTFUpdate Settings Print ' Vindow Text