姓 名： 郑宇婷
中国机电供求信息网学 号： U201114912
学 院： 光学与电子信息学院
专 业： 光信息科学与技术
年段班级： 1104班
成 绩：
授课教师： 张学明
2013年 4 月 9 日
一 光学课程设计任务
1、课程意义
（1）综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。
（2）初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、相差曲线绘制、相差优化，光学零件技术要求等。 （3）巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。
（4）培养一种对待工作严谨的态度。
2、设计题目
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Γ＝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2ω＝8°；
4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；
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2～5mm。
6、lz ′>8～10mm
二 物镜外形尺寸计算
1、优化前的初始结构+计算过程
3、相差容限的计算
（1）所需校正的像差
望远镜的特点是：相对孔径小，视场角不大。结构较为简单，要校正的像差比较少，一般主要校正球差、轴向差以及正弦差。
（2）像差容限
①球差容限：
边光的球差容限：1倍焦深内
带光的球差容限：6倍焦深内
②轴向差的容限：1倍焦深内
③正弦差的容限：0.0025——0.00025之间
三、目镜外形尺寸的计算
1、未优化前初始结构+计算过程
3、目镜像差容限计算
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（1）所需校正的像差
目镜的特点是：焦距短、视场角大、相对孔径小，且入和出瞳都离透镜有一定距离。因此，目镜的轴外像差一般比较大，必须校正。
一般来说，目镜所需校正的像差主要有:像散、垂轴差、彗差、场曲、畸变等。
（2）目镜像差容限
2、经过TCOS矫正（并标准化）的物镜的初始数据及计算结果
初始数据：
面序号 | 半径 | 厚度 | 玻璃 |
STO | 58.8800 | 4.055 | 1 |
2 | 30.9000 | 2.992 | F2 |
3 | -364.800 | 54.080 | K3 |
4 | 0.000 | 城市环境设计33.110 | 1 |
5 | 0.000 | 3.000 | 约翰穆勒K9 |
6 | 0.000 | 33.110 | 1 |
7 | 0.000 | 15.704 | K9 |
| | 网球旋风 | |
计算结果：
高斯参数：
有效焦距(f') 后截距(L') 前截距(L) 像距(l')
120.13501 15.70397 -120.44198 15.70397
入瞳距离(lz) 出瞳距离(lz') 近轴像高(y') 放大率(?)
0.00000 -104.12476 8.40066 0.00000
入瞳直径(D) 出瞳直径(D') 拉赫不变量(J) 像方孔径角(U')
30.00000 29.92351 -0.31467 0.12486
像差：
***零视场像差***
1H 0.85H 0.707H 0.5H 0.3H 0H
球差 δL' -0.0343 -0.0873 -0.0918 -0.0619 -0.0257 0.0000
弥散园 δLR' -0.0043 -0.0093 -0.0081 -0.0039 -0.0010 0.0000
F光球差 δLF' 0.0812 -0.0105 -0.0435 -0.0434 -0.0251 -0.0090
C光球差 δLC -0.0035 -0.0427 -0.0370 0.0035 0.0461 0.0753
轴向差 ΔLFC' 0.0847 0.0322 -0.0065 -0.0469 -0.0712 -0.0844
***D光各视场像差***
相对视场 Lz1 Lz2 Yz' Xt' Xs' Xts'
1 0.0000 -104.0573 -8.3961 -0.8437 -0.4207 -0.4230
.85 0.0000 -104.0760 -7.1377 -0.6109 -0.3044 -0.3065
.7071 0.0000 -104.0910 -5.9385 -0.4235 -0.2109 -0.2126
.5 0.0000 -104.1079 -4.1998 -0.2122 -0.1056 -0.1066
.3 0.0000 -104.1188 -2.5201 -0.0765 -0.0380 -0.0384
δYz' δYz'F δYz'C ΔyFC' ΔyT' ΔyS'
1 0.0046 0.0190 -0.0015 0.0205 -0.0181 -0.0347
大学生录像后扶人 .85 0.0028 0.0151 -0.0024 0.0174 -0.0226 -0.0346
.7071 0.0016 0.0118 -0.0027 0.0145 -0.0262 -0.0345
.5 0.0006 0.0078 -0.0025 0.0103 -0.0302 -0.0344
.3 0.0001 0.0045 -0.0017 0.0062 -0.0328 -0.0343
KT'1.0H KT'.7H KT'.3H KS'1.0H KS'.707H KS'.3H
1 -0.0597 -0.0233 -0.0034 -0.0159 -0.0068 -0.0011
.85 -0.0505 -0.0197 -0.0029 -0.0136 -0.0058 -0.0009
.7071 -0.0418 -0.0163 -0.0024 -0.0113 -0.0049 -0.0008
.5 -0.0294 -0.0115 -0.0017 -0.0080 -0.0035 -0.0006
.3 -0.0176 -0.0069 -0.0010 -0.0048 -0.0021 -0.0003
***高级像差***
δL'sn δLT'y KT'snh KT'sny
-0.07460 0.01621 0.00655 0.00041
Xt'sn Xs'sn δLFC' ΔyFC'sn
-0.00162 -0.00054 0.16909 0.00000
***垂轴像差***
☆没有考虑实际渐晕系数 （即认为渐晕系数都为 1）
-------子午垂轴像差（δYt'） （像面位移： 0）
1.0H 0.85H 0.7071H 0.5H 0.3H 0H
1 -0.16897 -0.13680 -0.10651 -0.06737 -0.03631 0.00000
.85 -0.13060 -0.10602 -0.08206 -0.05101 -0.02692 0.00000
.7071 -0.09857 -0.08055 -0.06196 -0.03767 -0.01932 0.00000
.5 -0.05996 -0.05028 -0.03837 -0.02224 -0.01063 0.00000
.3 -0.03135 -0.02847 -0.02175 -0.01170 -0.00485 0.00000
0 -0.00431 -0.00931 -0.00813 -0.00388 -0.00096 0.00000
-1.0H -0.85H -0.7071H -0.5H -0.3H -0H
1 0.04947 0.06164 0.05987 0.04670 0.02941 0.00000
.85 0.02958 0.04248 0.04263 0.03353 0.02109 0.00000
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