双胶合望远物镜的设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,概述,双胶合透镜组是能够同时校正,L,m,SC,m,L,FC,三种像差的最简单的结构。,使用光学自动设计程序进行光学设计，首先要给出一个原始系统，我们要设计的双胶合望远物镜的原始系统可以通过查找资料的方法，或者用,PW,法求解得到，然后将它缩放成要求的焦距即可。,2,适应法,我们将用适应法光学自动设计程序设计双胶合望远物镜。使用适应法，除了要知道要求的光学特性参数和原始系统的结构参数外，还要决定自变量和要求校正的像差。,双胶合透镜组的自变量只有三个球面曲率，作为薄透镜组的透镜厚度一般不作为自变量。可以把玻璃的光学常数作为自变量参与校正像差，但一般不这么做。,3,4,双胶合望远物镜的设计要求,焦距：,f=250mm,通光孔径：,D=40mm,视场角：,2,=6,入瞳与物镜重合,物镜后棱镜系统的总厚度为,150mm,像差要求,:,L,m,=0.1mm,SC,m,=-0.001,L,FC,=0.05mm,5,薄透镜系统的求解过程,外形尺寸计算,根据对系统的像差要求,列出初级像差方程组,求解方程组得到系统中每个薄透镜组,的像差特性参数,P,W,C,经过规化,求出,求出每个透镜组的结构参数,6,7,8,9,10,11,12,13,经初级像差理论,PW,法得到初始结构参数,输入初始结构,没有告诉后工作距时，将厚度设为,Marginal Ray Height,（边缘光线高度）,14,输入光学特性参数,15,像质评价,首先观察目前的焦距及各类像差值，然后再根据设计要求进行优化。,焦距：,球差：操作数（,LONA,），,2,号波长，全孔径,update,后,value,值即为,L,m,=-0.074328,16,正弦差：根据初级彗差和初级正弦差的关系,SC,m=,K,s,/y=-8.3832,m,/13.154mm=-0.000637,Ks:,y:,17,轴向色差,L,FC,一般指,0.707h,的轴向色差，可以由球差获得，即,L,FC,=,L,F,0.707,-,L,C,0.707,如图所示，,L,FC,=0.133635-0.023404=0.11023,18,像差控制,我们发现所求的像差数据与目标值有差别，因此要进行优化。,首先要在评价函数中自己来定义像差的专门控制操作,1,）球差控制,L,=,T/tg,垂轴球差,T,由,TRAY,得到，,Py=1.0,，,RAGC,得到孔径光线的方向余弦（,Py=1.0,），,再经,ACOS,TANG,得到,tg,。,最后用,DIVI,求,T/tg,。,19,2,）正弦差控制,Ks,由,TRAY(Hy=1.0,Px=1.0),，,y,由,PIMH,得到,SC,m=,K,s,/y,由,DIVI,得到,3,）轴向色差控制,AXCL,，输入波长号和孔径,4,）焦距控制,EFFL,Traget=250,20,设置变量,现在除了三种像差，还有个焦距需要控制，而自适应法优化必须满足：控制像差数必须小于自变量数的基本要求，我们现在仅有三个变量（棱镜的参数显然不变），因此先不控制球差。,21,所以先给定焦距、正弦差和轴向色差的目标值，并加入权因子进行优化。,22,因此要通过换玻璃的方法来控制球差。我们将,K9,换作,BAK2,，加入球差的权因子，然后再对三个变量进行优化。,23,我们发现此时入瞳直径和焦距都没在设计要求范围内，通过,make focal,和,general,重新设置一下，然后更新评价函数，发现像差仍在要求范围内，设计完成。,24,