双筒棱镜望远镜设计Word格式文档下载.docx
- 文档编号:14738644
- 上传时间:2022-10-24
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:1.64MB
双筒棱镜望远镜设计Word格式文档下载.docx
《双筒棱镜望远镜设计Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《双筒棱镜望远镜设计Word格式文档下载.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1、望远镜的放大率Γ=6倍;
2、物镜的相对孔径D/f′=1:
4(D为入瞳直径,D=30mm);
3、望远镜的视场角2ω=8°
;
4、仪器总长度在110mm左右,视场边缘允许50%的渐晕;
5、棱镜最后一面到分划板的距离>
=14mm,棱镜采用K9玻璃,两棱镜间隔为2~5mm。
6、lz′>
8~10mm
一、外形尺寸计算
二、初始结构的选型
三、物镜初始结构参数的计算
四、物镜zemax的初始上机数据及像差图示
五、物镜zemax的校正数据及像差图示
设计步骤
已知望远镜参数:
Γ=6,入瞳直径,相对孔径,2ω=8°
,L=110mm;
视场边缘允许50%的渐晕;
棱镜最后一面到分划板的距离>
=14mm
1、求,
物镜焦距
目镜焦距
2、求
出瞳直径
3、求视场直径
4、求目镜视场
该望远系统采用普罗I型棱镜转像,普罗I型棱镜如下图:
将普罗I型棱镜展开,等效为两块平板,如下图:
目镜口径无渐晕时候,,现在有25%的渐晕,所以
由设计要求:
视场边缘允许50%的渐晕,可利用分划板拦去透镜下部25%的光,利用平板拦去透镜上部的25%的光,这样仅有透镜中间的50%的光能通过望远系统,使像质较好。
在上图中截取平板拦光部分的梯形进行研究,如下图,可得比例关系:
其中为第二块平板的后表面到分划板的距离,根据要求,可取。
解得:
由此可得:
等效平板厚度
所以棱镜展开的实际厚度:
考虑到棱镜的装配,取
因此,等效空气平板厚度
考虑到棱镜通光口径有限,因此需考虑到全孔径全视场的光线要能通过棱镜的第一个面(如下图),则物镜到第一个棱镜前表面的最小距离必须满足:
其中为物镜到第一个棱镜前表面的最小距离。
实际物镜到第一个棱镜前表面的距离:
其中为普罗I型棱镜系统的两棱镜的距离,根据要求,取
由知,设计满足实际棱镜通光口径的限制。
根据设计技术要求与外形尺寸计算结果:
物镜:
,,
目镜:
由查阅资料与老师讲解知,物镜为大孔径小视场,而目镜为小孔径大视场系统,可知双胶合物镜与凯涅尔目镜满足设计任务要求。
望远镜:
孔径大,视场小,所以轴外像差小,只需要校正轴上点像差。
两种轴上点像差:
球差、位置色差。
与孔径相关。
其余轴外像差:
与视场相关,但慧差与孔径和视场都相关,所以也要考虑慧差。
所以:
对于物镜:
校正球差、位置色差、慧差(用正弦差代替)
对于目镜:
大视场,小孔径。
要校正:
像散、场曲、畸变、慧差、倍率色差。
相关的结构特点,像差特性和光学性能如下:
双胶合望远物镜,结构简单,制造和装配方便,光能损失较小。
玻璃选择得当,可以同时校正球差,正弦差和色差。
当高级球差得到平衡时,胶合面的曲率较大,剩余的带球差偏大。
因而,双胶合物镜只适用于小孔径的使用场合。
常见的孔径如表所示。
考虑到胶合面有脱胶的概率,双胶合物镜的口径不宜过大,最大口径为100mm。
双胶合物镜能适应的视场角不超过。
焦距/mm
50
100
150
200
300
500
1000
相对孔径
1:
3
5
4
6
8
10
望远物镜通用的相对孔径
凯涅尔目镜,接目镜为双胶镜,增加一个胶合面变数用来校正倍率色差,且在校正倍率色差的同时可以把场镜和接目镜的间隔进一步减小,从而取得结构缩短,场曲减小的效果。
光学性能:
视场,相对镜目距。
1.求,,
由设计条件,有
2.求平板像差
(由于含有平板,平板会产生像差,所以要用物镜的像差来平衡平板的像差)
u=0.125,uZ==-0.0698,,,
3.求物镜像差
双胶合物镜像差应该与平行平板像差等值反号,据此提出物镜像差。
(若不需平衡平板像差的话,取物镜像差都为0)
(1)根据求,并规划成
(2)根据求P、W
(3)将P、W规化成、
(4)物本身位于无穷远,则
(5)求
取冕牌在前,则
(6)选玻璃
根据与查阅《光学仪器设计手册》,选取K9-F5玻璃对。
初始数据为:
(7)求形状系数Q
(8)求归一化条件下透镜各面的曲率
(9)求薄透镜各面球面半径
(10)求厚透镜各面球面半径
凸透镜最小边缘厚度:
最小中心厚度:
凹透镜最小边缘厚度:
1.初始上机数据
2.像差图示
2D草图
光线像差特性曲线
光路特性曲线
标准点列图
1.校正数据
2D草图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 双筒 棱镜 望远镜 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)