文档介绍：双筒菱镜望远镜设计
课程设计报告(2014—2015年度第 2 学期) 题院姓名: 徐乐学号:专 2015年 6 月 12 日
目录
一、设计任务
二、外形尺寸计算
三、像差容限计算和选型
四、P、W法计算初始结构
五、像差像差数据和曲线
六、像质评价和光瞳衔接
七、学习体会
八、光学零件图和系统图
一、设计任务
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=7倍;
2、物镜的相对孔径D/f′=1:4(D为入瞳直径,D=35mm);
3、望远镜的视场角2ω=8°;
4、仪器总长度在120mm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、外形尺寸计算
已知望远镜为参数:
Γ=7 ,D/f′=1:4,D=35mm,2ω=8°,L=120mm
视场边缘允许50%的渐晕;
棱镜最后一面到分划板的距离>=14mm
'
1,f'
2
f'
1?D?4?140mm
f'
2?f'
1/??20mm
D
DD/?=5mm
D?=2?f1'?tan4?=
4. 求2?
tan?'=?tan??2?'??
由棱镜几何关系知K=L/D=2 该望远系统采用普罗I型棱镜转像,
将普罗I型展开,等效为两块平板,如下图:
设棱镜高h,
则h??14?h?
??
D=2h=
L=2D=
取L=39mm 因此,等效空气平板厚度h?L39??
设物镜与棱镜的距离为d,则d需满足140?dh ?140?d?
实际物镜到第一个棱镜前表面的距离d` 满足:
d`?140?a?b?2h?
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。
其中b为普罗I型棱镜系统的两棱镜的距离,根据要求,取b?2mm
,小于此距离时候棱镜档光,实际68是可以的。设计满足实际棱镜通光口径的限制。
D'
D目?[(f?f)tg??]?2??25mm 4'
1'2
8、设计结构
总尺寸
L?10?68?2?14?20?10?120mm
三、相差容限计算和选型
(1)物镜像差容限
①球差
10H球差容限?Lm'??
nsinUm'2'?
'??6?
nsinUm'2'?
②正弦差
Ks?'?
2nsinUm''?
③色差
(2)目镜像差容限
目镜需要校正的有正慧差、像散、场曲、畸变、倍率色差
?30?
KTxtsxtq?yFC
''''
30?~60?%
60?%
%
(1)物镜选型
望远镜物镜视场较小,需要校正球差、色差和正弦差等轴上色差。根据物镜特点和要求选择:双胶合物镜。双胶合物镜结构简单,制造装配方便,光能损失小,玻璃选择得当,可以同时校正球差、色差和正弦差,适用于小孔径的使用场合,视场角小于10?。
对于有棱镜转向系统的望远镜,采用物镜和棱镜互补的方案校正像差。(2)目镜选型
目镜特点:小孔径,大视场,短焦距,光阑远离透镜组的光学系统,轴上像差较小,轴外色差难校正。
根据目镜特点和设计要求选择:凯涅尔目镜。凯涅尔目镜特点:增加一个胶合面用来校正倍率色差,同时把场镜和接远目镜的间隔进一步减小,结构减小,场曲减小。成像质量优于冉斯登目镜,视场大于冉斯登目镜,视场约为40?到50?之间。
四、P、W法计算初始结构
1、物镜计算
(1)选取双胶合物镜
1、求h,hz,J D?h???2??h?0由设计条件,有?z ?J?n'u'y'?1.