光学设计pw法及例子课件

光学设计 光学系统的特性参数 象差 初始结构参数 象差校正 光学设计中的P W法 一 光学系统的基本象差参量及规化已知 相互位置 初级象差由确定 求解过程确定结构参数内部参数外部参数规定令 规化条件 r d n 3 物体在有限远时 对物体位置的规化 点 B点 B在无限远 求任意物面位置 的参量 三 薄透镜组的象差参量将P W规化为P W将P W规化为由规化下的求P W规化下的基本象差 四 用 表示的初级象差系参量和初级象差 双胶合透镜组的和与结构参数的关系 一 求解方程给定求找结构参数结构参数规化条件 1 阿贝零不变量 2 与结构参数的关系 1 由求 2 由求找玻璃组合找 3 求形状参数 4 由求 5 时 1 2 3 1 2 3 单薄透镜的与结构参数的关系 看作双胶透镜的特例 单透镜各参数 选玻璃为定值 用 W法求解简单物镜的结构方法 1 小视场 大孔径 球差 正弦差 位置色差 双胶 双分离 2 用PW方法解出双胶 双分离物镜的初始结构 薄变厚 象差的微量校正 例1 设计一个焦距为1000mm 相对孔径1 16的望远物镜 象高 令物镜框为孔阑 尺寸为mm 选型 视场范围小 孔径角 校正 球差 正弦差 轴向色差 由选双胶合 确定基本象差参量 球差正弦差位置色差 求的极小值 由求玻璃组合 求形状系数Q 求透镜各面的曲率 求薄透镜各面的曲率半径及象差 薄变厚 凸透镜凹透镜 例 设计一个焦距为1000mm 相对孔径1 16的望远物镜 象高 令物镜框为孔阑 尺寸为mm 一 查光学设计手册 校正球差 正弦差轴向位置色差 双胶 二 确定基本象差参量 球差正弦差位置色差基本象差参量 三 求的极小值 四 由查表 求玻璃组合 配对 五 求形状系数 六 求透镜各面的曲率半径 七 求薄透镜各面的曲率半径及象差 八 薄透镜的结构参数及象差 外径内参数 九 求厚透镜各面的厚度 1 2 光学零件的中心厚度与边缘厚度的确定正透镜 高精度中精度负透镜 高精度中精度凸透镜的边缘厚度 最小最小中心厚度凹透镜最小中心厚度 t D 3x2 x1 10 例2 设计一个的平行光管 物镜框作为孔阑 用PW方法 求其初始解 一 选型 视场小 相对孔径不大 校轴上象差 球差 正弦差 位置色差 选双分离 二 确定基本象差参量 球差正弦差位置色差 三 选玻璃材料 一般用双胶物镜的玻璃组合原则 正透镜低色散负透镜高色散 四 解结构参数 1 由消色差条件 2 n 1 对透镜象差参量进行规化 3 由象参求形状系数 查表 的值 由形状系数求球面半径由消色差分配 第二块透镜的球面半径 五 象差计算 例3 设计一个共轭距离为195mm 垂轴放大率为 3倍 数值孔径为0 1的显微物镜 物镜框为孔阑 物高为1mm 用 方法求其初解 并进行象差校正 列方程组 解出 二 选型 确定基本象差量 校正球差 正弦差 位置色差 选双胶型 三 选择玻璃 由选玻璃双胶 四 求形状系数Q 五 由Q求透镜各面曲率 1 2 3 六 计算各面曲率半径 七 象差计算 例4