Zemax对称式目镜设计

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摘要：参照已有的对称式目镜例子的结构参数，采用Zemax设计软件对目镜的初始结构的球差、慧差、像差、场曲以及垂轴色差进行优化设计，最终设计出一个成像质量较好的对称式目镜。按照优化后的目镜结构参数绘制图纸。65462

毕业论文关键字：光学设计，像差校正，目镜

Abatract：Symmetrical eyepiece already references examples of structural parameters using Zemax design software on the eyepiece of the initial structure of spherical aberration, coma, aberration and field curvature, and optimal design of vertical-axis chromatic aberration, and eventually come up with a better image quality with symmetrical eyepiece. In accordance with the drawings of structural parameters optimized eyepieces.

Keywords：Optical design，Aberrations correction，Eyepiace

1引言 5

2对称式目镜的介绍 5

3缩放法设计对称式目镜 7

4对称式目镜的优化与分析 7

4.1初始结构参数的选定与缩放 7

4.2像差分析与优化 10

5对称式目镜设计图纸 21

设计总结 22

参考文献 23

致谢 24

1引言

目镜的特点是焦距短，相对孔径不大，光束孔径小，而视场大，出射光瞳又远离透镜组，轴外光束在透镜组上的投射高较大，轴外像差大。在透镜表面上的入射角自然很大，特别是由于目镜光瞳在系统的外部，就使得主光线通过目镜后的偏角很大。

对于目镜的设计通常按照“反向光路”进行，作为目镜，它是把物镜所成的像再成像到无限远。物镜所称的像位于目镜的前焦点，经目镜后成一束平行光射出，但对于目镜这种成像于无限远，像也无限大的情况进行讨论和设计很不方便。在实际设计中都是按照“反向光路“进行。此时物位于无限远，而成像与焦平面上。至于目镜的光同位置，给出入瞳距离p，入瞳直径D等于系统要求的出瞳直径。在目镜像差校正的过程中，要求保证边缘市场的主光线通过正向光路时物镜的出瞳中心（即正向光路目镜的如同中心）[1]。其他视场的主光线，由于存在光阑球差并不通过一点，这样计算出来的像差和实际成像光束的像差虽完全不同，但一般较小，可以忽略。上面说到由于目镜的焦距比较短。相对孔径有比较小，同时由于校正轴外像差的需要，目镜的透镜数比较多，因此目镜的球差和轴间色差一半不大，用不特别注意校正就能满足要求，所以目镜十几种只要是校正像散和倍率色差。论文网

现在常见的目镜有惠更斯目镜、冉斯登目镜、凯涅耳目镜、对称式目镜、无畸变目镜和广角目镜。

对称式目镜是目前应用很广的一种中等视场的目镜，本设计采用缩放法设计对称式目镜。

2对称式目镜的介绍

对称式目镜是目前应用很广的一种中等视场目镜，结构如图2-1所示。

目镜结构图

图2-1目镜结构图

由两个相互对称的双胶合透镜构成，应用广泛，其特点是垂轴色差和轴向色差都能校正的较好，象散和慧差也可以校正得很好，场曲也比较小。两个双胶合透镜可看作一个薄透镜组来分析像差性质。对称式目镜的特点是垂轴色差和轴向色差都能得到很好的矫正，出瞳距离较大，可以达到，视场大约为 [2]。并且与其他目镜相比较，对称式目镜具有较小的场曲，是中等视场的目镜中像质较好的一种，出瞳距离也比较大，有利于缩小整个仪器的体积和重量，因此在一些中等倍率和出瞳距离要求较大的望远系统中使用的很多。