应用光学课程设计15倍双目望远镜.doc

应用光学课程设计报告———15倍双目望远镜姓名：班级学号：指导教师：光电工程学院2016年01月04日TOC\o"1-2"\h\uHYPERLINK\l_Toc22705一、望远镜系统的原理PAGEREF_Toc227053HYPERLINK\l_Toc3505二、课程设计的内容及要求PAGEREF_Toc35053HYPERLINK\l_Toc567三、光学元件尺寸计算及数据处理总结PAGEREF_Toc5674HYPERLINK\l_Toc17924（一）、目镜的计算PAGEREF_Toc179244HYPERLINK\l_Toc17076（二）、物镜的结构形式及外形尺寸计算PAGEREF_Toc170767HYPERLINK\l_Toc12237（三）、计算分划板PAGEREF_Toc122378HYPERLINK\l_Toc19642（四）、计算棱镜PAGEREF_Toc196428HYPERLINK\l_Toc24632（五）、像差计算PAGEREF_Toc2463210HYPERLINK\l_Toc25118（六）、建立数据文件PAGEREF_Toc2511819一、望远镜系统的原理亥普勒望远镜的原理示意如下图1所示：图1图中可见亥普勒望远镜是由正光焦度的物镜与正光焦度的目镜构成，与显微镜不同的是望远镜的光学间隔为0，平行光入射平行光射出。其系统的视觉放大倍率为：式中，为物镜的焦距；为目镜的焦距；D为入瞳直径；为出瞳直径。在此成像过程中，有一个实像面位于分划面上，可以实现相应的瞄准或测量。由于亥普勒望远镜成倒像不利于观察，故而需在系统中加入一个由透镜或棱镜构成的转像系统。军用望远镜的转像系统多是用两个互相垂直放置的棱镜（即保罗棱镜）组成。伽利略望远镜是由正光焦度的物镜和负光焦度的目镜组成，其视觉放大率大于1，形成的是正立的像，无需加转像系统，也无法安装分划板，应用较少。二、课程设计的内容及要求1、根据已知的一些技术要求，进行外型尺寸计算；目镜的选取及计算；物镜的结构型式及外型尺寸计算；分划板的外型尺寸计算；棱镜的类型选取及外型尺寸计算；2、像差计算求取棱镜的初级像差；求取物镜的初级像差；根据物镜的像差求出双胶合物镜的结构参数。3、计算象差容限；4、根据物镜的结构参数及棱镜的结构参数进行部分光线追迹，初步求出像点的位置及象差的大小；5、利用前几步计算出的初始结构参数制作数据文件；6、利用数据文件上机操作、计算。并用像差容限加以评价系统的可实用性，如果结果不满足像差容限的要求，则需修改初始结构参数，再进行上机操作，如此反复，直至满足要求为止。三、光学元件尺寸计算及数据处理总结课程设计题目要求：10倍双目望远镜视放大率Γ=15物镜视场角:2ω=5°出瞳直径：D'=4mm出瞳距：p>9mmQUOTE分辨率:α=6’’QUOTE渐晕系数：k=1棱镜后表面到分划板的距离：a=11mm棱镜:屋脊棱镜DⅢJ—45°材料：BaK7目镜:2-19、目镜的计算目镜是显微系统和望远系统非常重要的一个组成部分，但目镜本身一般并不需要设计，当系统需要使用目镜时，只要根据技术要求进行相应类型的选取即可。首先根据已知的视觉放大倍率及视场，求出，即：由于2ω=5°，Γ=15求得2ω´=66.44°因为目镜有负畸变（），所以实际应取：故实际值应为2ω´=69.76°3、根据实际所需的数值、出瞳直径值及出瞳距值等，来选择合适的目镜类型。本课程设计选用目镜2－35相关的结构数据参数表及主要的系统数据如下表1：rd108.65-33.31108.6521.81-41.7224.91-24.9133.3160.2211.51.213.52.51.51631.61991.51631.51631.619964.136.364.161.436.327.428.329.429.730.229.326.723.3表1其中，f’=25.002ω=50°sf’=7.298d=6.0该目镜的出瞳位于整个系统的左侧，而在目镜的实际运用中，出瞳应位于系统的右侧。此种情况相当于将目镜倒置，故而它所给出的我们不能直接加以运用，这里的是指与目镜最后一面之间的距离。4、将手册中所给的目镜倒置：由于将目镜倒置，则目镜的数据将发生一定的变化，不但折射面的次序发生变化，其半径的符号也将发生相应的改变。倒置后的新的数据如下表2所示：rd-33.3124.91-24.9141.72-21.81-108.6533.31-108.652.513.50.211.520.261.61991.51631.51631.61991.516336.364.164.136.364.1表25