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  • 20倍物面到出瞳距离400MM显微镜设计

    作者:佚名 来源:本站整理 时间:2011-10-12 15:58 阅读:4038 [投稿]
    一个完整的显微镜系统设计是十分复杂的,涉及到光学设计、机械设计、电路设计等多方面知识;现代显微镜大多数与计算机技术和自动控制技术相结合,是光机电算相结合的高科技产品。本课程设计为工厂设计一有效视 ..
    6.4光程(Optical Path) 
    显示用光瞳坐标函数表示的光程差较小,光线的光程和主光线的光程的差较小
    6.5调制传递函数MTF
    MTF 曲线的空间频率刻度用像空间每毫米的线对数表示,它只是一个对正弦目标响应MTF 曲线的确切术语。但术语“每毫米的线对数”经常被使用,与正弦目标曲线相反,严格地说“每毫米的线对数”应使用黑白条纹。上图在对比度为3%时,系统可观察的空间频率为300线/mm左右,与设计要求的分辨能力3.6um对应的空间频率278线/mm相比,取得较好效果
    6.6点列图(Spot digram/ Standsrd) 
      RMS 点尺寸是径向尺寸的均方根。即先把每条光线和参考点之间的距离的平方,求出所有光线的平均值,然后取平方根。点列图的RMS 尺寸取决于每一根光线,因而它给出光线扩散的粗略概念。GEO点尺寸只给出距离参考点最远的光线的信息。由点列图可以看出系统聚焦较好,偏移较小,成像较好
    7照明系统设计
    普通显微镜常规的照明方式就是临界照明和柯乐照明。对不透明的金属表面应采取反射照明,如金相显微镜中的照明。为了提高对比度,还可以采用暗视场照明。照明系统设计原则是:(1)光孔转接原则。设照明系统的入瞳为光源位置,出瞳应与物镜的入瞳重合。(2)系统的拉氏不变量应大于或等于物镜的拉氏不变量,照明系统的数值孔径应大于或等于物镜的数值孔径。但是在实际设计中这个原则很难达到,但应尽量使其接近物镜的数值孔径,这样才能发挥照明系统的最大效率。
    聚光系统中常设有两个可变光阑:一个为孔径光阑;另一个为视场光阑。在满足显微物镜的视场及孔径的条件下,应缩小光阑的口径至最小限度,以减少杂散光的影响。根据成像光束特性,照明又可分为两种照明方法:一种叫亮场观察,成像光束是被试件规则反射或折射的光束;另一种叫暗场观察,由试件正规反射或折射的光束不能射入物镜参与成像,成像光束是物体表面散射的光束,因而是在暗的背景上进行观察,故叫暗场观察。由于眼睛在暗场时具有更高的灵敏度,而且暗场时,像的对比度高,因而暗场观察具有更高的分辨率
    8设计心得
    这次课程设计使我们对此门课充满了兴趣,也学到了很多知识。本次设计不是要求我们设计出一个自己的显微镜,而是结合厂方要求按给定任务要求选择镜片,通过必要的思考和计算,完成初步设计,再用光学软件ZEMAX进行优化改进。
    此次显微镜光学课程设计,使得我们有机会将所学的光学知识应用于实际生产生活当中。多方收集参考资料,多学多问,集思广益,勤动脑动手;对ZEMAX软件的熟悉,使我们多掌握了一种光学设计工具,扩大了视野,增强了设计动手能力。
    通过这次的光学设计,我们所学的知识得到加深和巩固,更重要的是培养了我们独立思考的能力,加强了同学间的交流和沟通,为以后在光信息领域进一步发展开了个好头。在这次课程设计的过程中,在王永红、程真英、刘志健老师的精心指导下,我们对光学的理解、动手及思维能力有了提高,同时也对光学的兴趣也更加浓厚了。所以在此对以上三位老师的辅导表示感谢!
    参考文献
    [1]安连生主编、萧泽新编著.工程光学设计.电子工业出版社.2003年.
    [2]显微镜的光学设计与计算.机械工业出版社.1982年
    [3]实用光学与光学工程.爱迪出版社.1986年
    [4]光学.北京大学出版社.1982年  
    [5]胡玉禧、安连生编著.应用光学.中国科技技术大学出版社2003年.
    [6]《光学仪器设计手册》编辑组. 光学技术手册.国防工业出版社.1971年.
    [7]A.H.杜德罗夫斯基编著. 王之江等译. 光学仪器理论.科学出版社.1975年.
    [8]《光学技术手册》编辑组.光学技术手册.机械工业出版社.1973年.
    [9]ZEMAX资料
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