双筒棱镜望远镜设计说明

1、汉口学院应用光学课程设计报告报告题目：双筒棱镜望远镜设计学生：学 号：专业班级：授课老师：二O 一四年一月双筒棱镜望远镜设计设计任务与要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗 I 型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率=6倍；2、物镜的相对孔径 D/f= 1: 4 (D为入瞳直径，D= 30mm；3、望远镜的视场角2 = 8;4、仪器总长度在110mn左右，视场边缘允许50%勺渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离 = 14mm棱镜采用K9玻璃,两棱镜间隔为2 5mm6、lz 8 10mm目录一、外形尺寸计算二、初始结构的选型三、物镜初始结构参数的计算四、物镜zemax的初始上机数据及像差图示五、物

2、镜zemax的校正数据及像差图示设计步骤外形尺寸计算已知望远镜参数：=6,入瞳直径|D 30口冋，相对孔径 # 1:41, 2 = 8, L=110mm视场边缘允许50%勺渐晕；棱镜最后一面到分划板的距离=14mm1、求工,旦物镜焦距血 4 D 120mmI目镜焦距f2 主 120 20mm62、求一D厂出瞳直径D 5mm3、求视场直径D 视=2 f1 tan4 二 16.7824mm4、求目镜视场2tan = tan 245.5该望远系统采用普罗I型棱镜转像，普罗I型棱镜如下图：将普罗I型棱镜展开，等效为两块平板，如下图:檯董25%目镜口径呼渐晕时候，片妆“隔十现在有25%的渐晕，所以由设计

3、要求：视场边缘允许50%勺渐晕，可利用分划板拦去透镜F部25%勺光，利用平板拦去透镜上部的 25%勺光，这样仅有透镜中间的50%勺光能通过望远系统，使像质较好。在上图中截取平板拦光部分的梯形进行研究， 如下图，可得比例h 7.5120 a8.3912 7.5120& 3912关系:其中a为第二块平板的后表面到分划板的距离，根据要求，可取a 14mm。解得：lh8.287 mm由此可得:等效平板厚度 D 2h 16.574mm所以棱镜展开的实际厚度:L KD 33.148mm考虑到棱镜的装配，取L 33.5mm因此,L33.5 d22.1mmn1.5163等效空气平板厚度考虑到棱镜通光口径有限，

4、因此需考虑到全孔径全视场的光线要能通过棱镜的第一个面（如下图），则物镜到第一个棱镜前表面的最 小距离必须满足:r15 *& 287503jt = 1.708125 小=0.0976302 = -4.586682 比=-0.07627(7) 求形状系数Q- pQ 二 G 、一尸= Q0 0213636O-Q0- -Qa-0166262k戢 0 = 4.5 86682-0.189949- -4.776631(8) 求归一化条件下透镜各面的曲率必 二卩十 0 = 2.66671S7p二一十宀二 L4196821n, -1P、= P、 Izfi 二o 盅眈(9) 求薄透镜各面球面半径人- /7P1 二

5、 84,526G = f/p2 = -44.998心二/厂 T3M196(10) 求厚透镜各面球面半径1 = 1341598| = 2.573714忆|= 0 835799凸透镜最小边缘厚度:最小中心厚度:凹透镜最小边缘厚度:最小中心厚度:四、物镜zemax的初始上机数据及像差图示1.初始上机数据瘢减确缰（測B 旳Hu#ng J弭程EcKKEj康軒:Sovr对 uSpCiorsXQjfeuf ilvpeDCHBueathadluHiLiOfeZKBS41Bi9emk-CilBset-erCoiilOtnCDSmliniiirEbEIBIiIiYa.KMDfTUdbZdtp7W?MJTtK-wg

6、Mifl35TX=dH=-d-44.3?3：f . -B3743.TFio.ooacaSt-CdBZ-aD, 8004Infinx叽的1442.像差图示2D草图光线像差特性曲线1: Ray FanEf(Update)(U) iSB(Settings)(S)打印(Print)(P)1: OPD Fan 一 口光路特性曲线更新(Upchtu)(U) iSStSettirigs)扌TEP(Print)(P 置口(Window)(W)支本(Text)(T)给敖(ZoomXZ)OBI ：巾卫00日口比M -yiiii r1 1 !RYI 1 i 1 1PX口尸TIGHL 尸flTH 口 1FFEREMI

7、GEFPI MOM L4 2竹LHHFDC工HUFI 3CHLE： i ZEJB 口囚囚 M冃MES Ek船首一 UQ .邕氢也-sue尸H匸亡；工rinBELEHS. IMXCGhlFIGUR 冃1工Ohl 1 OF 1X标准点列图五、物镜zemax的校正数据及像差图示1.校正数据:“十艺 cncur Hbo-g显關田附闪 那碎ol如川匀 询Bgimw(O)辛WXH.IDNS砂上TfeiielcniaflaSBLl -DOLUiDit-aTfiBJStaEta.rdInf ijli*LI 口 uii t-y3TOStand Bird13 iODKQ2m 二mem.2aeb2*L7rsI1*3

8、7=tJZ肓J-9.22*344ViT.aiamvL4.9MSflljIKAInf SW-0亠fi 52.像差图示2D草图为 1: Layout Z 二 67 95, Y 二 1732 一 n 更新(Update)(U) H(Settings)(S)打印(Print)(P)光线像差特性曲线1: Ray Fan更新(Upcht已)(U) iSS(Settings)(S)打ff(Prirt)P)SQ(Window)(W)丈本(To以T) StZoom)(Z)TRFINSyiERSE RH7 尸砧 PLOT匚口工 HOU tl 2BIM MHXIMUM SCHLB： * ! . CJidO 唯皿，SURFRCEI IM