光學(xué)設(shè)計軟件應(yīng)用課件

1、薄透鏡系統(tǒng)的初級像差理論光學(xué)設(shè)計軟件應(yīng)用薄透鏡組：如果一個透鏡組的厚度和它的焦距比較可以忽略，這樣的透鏡組稱為薄透鏡組。薄透鏡組的初級像差理論光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的步驟初級設(shè)計：外形尺寸計算像差設(shè)計：光學(xué)設(shè)計設(shè)計方法用初級像差理論求解薄透鏡組的結(jié)構(gòu)參數(shù)從現(xiàn)有的資料中找出一個光學(xué)特性相近的系統(tǒng)作為原始系統(tǒng)初級像差與y，h的關(guān)系初級球差初級彗差初級子午場曲初級弧矢場曲初級畸變初級軸向色差初級垂軸色差薄透鏡系統(tǒng)的初級像差方程組第一、第二輔助光線示意圖薄透鏡系統(tǒng)的初級像差方程組 系統(tǒng)最后像空間的折射率和孔徑角 拉格朗日不變量 每個透鏡組的外部參數(shù)以上參數(shù)都是已知的每個透鏡組出現(xiàn)四個未知數(shù)，稱內(nèi)部參數(shù)一般取近似

2、值0.7單透鏡玻璃的阿貝數(shù)第一至第五像差和數(shù)第一至第二色差和數(shù)求解薄透鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)步驟（1）根據(jù)對整個系統(tǒng)的像差要求，求出相應(yīng)的像差和數(shù) ，把已知的外部參數(shù)代入，列出只剩下各個透鏡組的像差特性參數(shù)P,W,C的初級像差方程組。（2）求解初級像差方程組得到對每個薄透鏡組要求的P,W,C值，（3）由P,W,C求各個透鏡組的結(jié)構(gòu)參數(shù)。像差特性參數(shù)P,W,C的歸一化時的像差特性參數(shù)和入射角用 表示，則有， 1、P,W對入射高和焦距的歸化：2、P,W對物距的歸一化對物距歸化即對 歸化，的像差參數(shù)由 符號代表，直接給出兩者之間的關(guān)系：3、C的歸化由以上的歸化公式可以將任意焦距、入射高和物距的透鏡組像差特性

3、參數(shù)P,W,C歸化成只要解決了 求透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)的問題，也就解決了P,W,C求透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)的問題，使問題大大簡化。單透鏡的 與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系薄透鏡系統(tǒng)的求解過程：對于一個薄透鏡系統(tǒng)，在完成外形尺寸計算后，就可根據(jù)對系統(tǒng)像差的要求，列出初級像差方程組，求解方程組得到對每個薄透鏡組的像差特性參數(shù)P,W,C的要求，經(jīng)過歸化求出 ，再由 求出每個透鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)。對應(yīng)單透鏡來說，色差參數(shù)最簡單，在歸化條件下透鏡的光焦度為1，根據(jù)色差公式，可得：單色像差參數(shù) 除了與玻璃的折射率n有關(guān)，還與透鏡形狀有關(guān)，定義一個新的特性參數(shù)Q來表示單透鏡的形狀：C2為單透鏡的第2面曲率。在歸一化條件下單透鏡的總光焦度為1，因此玻璃折射率n確定后，Q一定則c2確定，c1隨之確定。因此單透鏡的全部結(jié)構(gòu)可由n,Q兩個參數(shù)確定。像差特性參數(shù)也是這兩個參數(shù)的函數(shù)，存在如下關(guān)系：P0,Q0只是折射率n的函數(shù)，可查表得到。雙膠透鏡組結(jié)構(gòu)參數(shù)的求解根據(jù)色差公式，對雙膠合透鏡組有在歸化條件下，透鏡組總光焦度為1，因此有由以上兩式可得設(shè) 為三個曲面的曲率，則：當玻璃和色差特性參數(shù)確定后，我們只需要一個代表透鏡組彎曲形狀的參數(shù)Q。當兩透鏡的玻璃和色差特性參數(shù) 確定后，就可由上面兩