光学专业系统设计作业.doc

显微物镜光学参数规定为：β=2，NA=0.1，共轭距离为195mm。
1）依照几何光学计算相应参数；
2）运用初级像差理论进行光学系统初始构造计算；
3）使用光学设计软件对初始构造进行优化，规定视场角；
4）依照系统特点列出优化后构造重要像差分析；
5）计算优化后构造二级光谱色差。

一、显微物镜基本参数计算
为有效控制显微镜共轭距离，显微镜设计时，普通总是逆光路设计，即按进行设计。该显微物镜视场小，孔径不大，只需要校正球差、正弦差和位置色差。因而，采用双胶合物镜。
解，得
正向光路 依照
在近轴状况下

由此可求解 由此可知逆向光路数值孔径
综上，该显微物镜基本参数为

二、求解初始基本构造
1）拟定基本像差参量
依照校正规定，令、、，即，即
解，得
将其规化到无穷远
， 则 ，
规化孔径角为

由公式可求得规化后基本像差参量
代入可得

2）选取玻璃组合
取冕牌玻璃在前
得
依照和，查表选用相近玻璃组合为BaK7-ZF3，其参数为
Bak7:
ZF3:

，
3）求形状系数Q

解得 ，

取两个相近成果平均值

4）求各球面曲率半径
在规化条件下
由公式 可得
则焦距时相应曲率半径为

5）对薄透镜加厚

采用压圈法固定，查表得
则 透镜全直径
故该显微物镜外径
透镜中心厚度公式
其中
代入、、数值 可得

查表知 正透镜边沿最小厚度
负透镜中心最小厚度
代入可得
可取
该物镜参数为

三．光学系统初始构造优化
运用Zemax软件自动优化功能进行像差优化设计
初始参数录入如图
自变量选用各球面曲率半径

对共轭距进行缩放 缩放值为

缩放后得

此时 保存物距不变别的设为变量进行优化。在评价函数中加入操作数有焦距EFFL,目的值为43.33，垂轴放大率PMAG，目的值为-0.5，操作数TOTR，目的值为71，控制色差加入操作数AXCL,目的值为0。

最后优化后光学系统参数如下图，共轭距为195.00011mm。

四、光学系统重要像差分析
该光学系统像差成果（赛和数）如下所示：

该光学系统点列图及传递函数曲线如下图所示：
对传递函数曲线选用主频率为80Hz

五．光学系统色差分析
光学系统色差曲线如下图所示：

优化后焦距 43.33272mm
则二级光谱色差为

光学系统设计

专业：光学工程
姓名：马芬