双胶合望远物镜的设计_第1页
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文档简介

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 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 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 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 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MarginalRayHeight 边缘光线高度 输入光学特性参数 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 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 K s y 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 F0 707 L C0 707如图所示 L FC 0 133635 0 023404 0 11023 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 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 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 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 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 我们发现此时入瞳直径和焦
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