光学软件课程设计报告-双胶合透镜优化设计.doc

光电系统课程设计报告 姓名：唐晋川 班级：0211102 学号：2011210818一、设计题目双胶合透镜优化设计 双胶合透镜优化设计 双胶合透镜是一种常用的望远物镜，它结构简单、光能损失小，合理选择玻璃和弯曲能校正球差，慧差、色差和像差，但不能消除象散、场曲与畸变。根据上述原理使用OSLO软件进行双胶合透镜的设计并对其中一种特性进行优化设计，使得双胶合透镜的参数比较理想。二、设计原理 双胶合透镜优化设计：双胶合透镜是一种常用的望远物镜，它结构简单、光能损失小，合理选择玻璃和弯曲能校正球差，慧差、色差和像差，但不能消除象散、场曲与畸变。优化是光学系统设计过程中最重要的一步，一般来说初始结构的像质并不是很理想的，只有经过优化才能使光学系统的性能达到我们需要的状态。通过初始设计的双胶合透镜像差不符合要求，所以要对其进行优化。优化之前要进行两个必要的步骤：要确定优化变量和选用评价函数。理论上讲，透镜组的全部结构参数都可以作为优化变量参与优化，光学系统中影响像质的因素是曲率半径r，折射率n和厚度d。三、实验日志：1、使用oslo软件对双胶合透镜进行设计。2、使用oslo软件对双胶合透镜进行优化设计。四、实验步骤 双胶合透镜设计并优化（1）双胶合透镜设计新建镜头文件输入透镜光学特性参数输入镜面数据保存透镜数据（2）双胶合透镜优化打开透镜文件并另存设置优化变量设置误差函数进行优化五、实验结果与分析 双胶合透镜优化设计我对双胶合透镜所进行的优化是从透镜的像差着手进行的，从后面的数据中我们可以看出通过改变透镜的曲率半径、光圈大小和透镜的厚度都可以明显改善透镜的像差，从而提高透镜的成像质量。综合考虑，我进行了三次优化，分别通过优化曲率半径、优化光圈大小和优化透镜的厚度来达到设计的目的。双胶合透镜的原始最小RMS值为4.252773，像差值为-0.031841。经过优化曲率半径后的最小RMS值为2.506337，像差值为-0.018681，经过优化透镜的厚度的最小RMS值为1.8，像差值为-0.17142，最后经过优化光圈大小得出了经过三次优化的透镜的最小RMS值为1.639445，像差值为-0.014059，显然我们得出了很好的效果使得仿真比较成功。设计的结果如下：原始双胶合望远物镜：像差数据：最小RMS误差：光线焦点轨迹分析：波阵面分析：斑点分析：PSF分析：通过频率MTF分析：通过焦点MTF分析：第一次通过优化透镜的曲率半径后的双胶合望远物镜结果为：系统的数据为：像差数据：最小RMS误差：第二次通过优化透镜的厚度后的双胶合望远物镜结果为：系统数据为：像差数据：最小RMS误差;第三次通过优化透镜的孔径后的双胶合望远物镜结果为：系统数据为：像差数据为：最小RMS误差：五、设计体会及收获: 通过连续一个星期光学软件的课程设计，我们对光学软件有了更进一步的了解。这次实验使用OLSO软件进行设计。由于对光学设计软件一点都不了解，所以在设计的过程中出现了很多问题。从星期一开始我第一次接触到这个软件然后课后我自己摸索，终于一步一步的掌握了这个软件的用法。但是我所学的只是这个软件的初步操作，更加深入的设计只能自己以后再逐渐学习。刚开始在做这个设计时，我首先查阅了资料对所做的四波混频等的原理有了更进一步的理解。然后在进行的设计，对整个课程设计也有了总体的轮廓，通过学过的知识以及做过的实验，最后有了圆满的结果。通过本次课程设计我们学到了很多新的东西，极大地拓宽了知识面,锻炼了能力，综合素质得到较大提高，感到收获不小