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lena 2010-02-26 15:55

请教各位开普勒望远系统设计

求助 用zemax软件设计一个开普勒望远系统，放大率 -5X，出瞳距 l>6mm，出瞳口径D'=4mm, 视场2ω＝6°。
kimclps 2010-03-09 18:56
出瞳口径D'=4mm,  放大率 -5X，表示入瞳口徑=4*5=20mm， (XOz_K6c%K  
0N1t.3U  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 7@{%S~TN  
>M5}L<  
(2) 物鏡焦距選擇>80mm以上的doublet，作為起始值(樓主未指定系統總長，否則物鏡焦距可再限縮範圍)。 "==c  
^y>V-R/N  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 C@-Hm  
9':Ipf&x  
(4) 目鏡焦距=物鏡焦距/5，因為最少有80/5=16，因此出瞳距 l>6mm不會有問題。 7#)k-S!B  
CAc]SxLh  
9'( _*KSH  
duanxy 2010-03-11 18:30
为何要加prism啊？
kimclps 2010-03-13 21:48
物鏡是一個正透鏡，所成的像與物比較，是呈上下相反、左右顛倒；如果就依此狀態以目鏡放大， ^6Aa^|  
最終像會是上下相反、左右顛倒的像，不利於地上景物的觀察使用。因此，需要使用一組(兩個) ^?e[$}  
prism將物鏡的成像變為和物相同的方向。
lena 2010-03-14 14:51
你好，我是初学者，我只要成上下相反，左右颠倒的像就可以了，不要那个prism了。系统总长没有要求，合理就行~ `6rLd>=R  
你能帮我看看设计吗？我选好了参数，但是后面调整像差不会~ %ZRv+}z  
#Shy^58$  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 7Ydqg&  
g(P7CX+y  
计算物镜参数： *l d)nH{  
焦距 f’=110mm "pt[Nm76)8  
视场 2w=6° |e8A)xM]wC  
物镜通光直径 D=20mm O[Z$~  
相对孔径 1：5.5 VsA_x  
选用双胶合物镜。 +Vg(2Xt  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数：f’=299.64  D/f’=1:6  2w=6° U$D:gZ  
      r            d         glass *effDNE!  
                               1,1,1 <w&'E6mU  
181.97       9           K9 !o| ex+z;  
-133.05      6          ZF2 kYS#P(1  
-397.2                   1,1,1 7_Vd%<:  
焦距与设计焦距110mm相差较大，用缩放法得到以下原始系统结构参数： j&DlI_  
    r         d         glass v0r:qku  
                              1,1,1 , JH*l:7  
  66.8        3.3        K9 ]oix))'n  
-48.84      2.2        ZF2 tln}jpCw  
-145.81               1,1,1 C^C'!  
bIT[\Q  
计算目镜各参数： k&yBB%g  
视场 2w’=31° djf8FNnn  
焦距 f’=22mm Wr Wz+5M8  
相对孔径 1：5.5 V,ZRX}O  
选用对称式目镜。 pz2E+o  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： 4-O.i\1q  
     r          d           glass K{y`Sb~k  
                                    1,1,1 ^p4`o>  
    76.6         1.5           ZF1 |x.[*'X@  
   24.6          7             K9 "=?JIQ  
   -30.6        0.1         1,1,1 f[zKA{R  
   30.6          7            K9 F\+9u$=  
  -24.6        1.5          ZF1 937<:zo:  
  -76.6                      1,1,1 jhG6,;1zMI  
 t":^:i'M  
因为没有规定物镜的球差，彗差，轴向色差，我也不知道该定多少~ d}E6d||A  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ 3Mh_ &%!O  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ D{]w +  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ = r=/L  
]I~BgE;C9  
lena 2010-03-14 15:15
请各位大侠指点指点~
kimclps 2010-03-15 17:23
(1) ZEMAX裏沒有K9的材料，所以我用H-K9L取代，應該非常接近。 pv|D{39Hs  
uN9.U  _  
(2) 物鏡部分非常接近了，如果說還有要改進的大概有以下兩點 : az:lG(ZGw  
^oHK.x#{  
   (a) 軸向色差(axial color)，調整成F線在最大口徑處的球差量=C線在零口徑處值<樓主的F線稍 .dBW{|gN  
xs  >Y  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 9OF(UFgS  
$<wU>X  
   (b) d線的球差最大口徑處可以讓它稍微over一點，用以補償目鏡會帶進來的under量<不處理 Q!Dr3x  
[Az^i>iH  
      也沒關係，因為球差量很小> wd:SBU~f5*  
kZ_5R#xK  
(3) 目鏡部分則像散(astigmatism)<需要將目前倒向左側under的情形，校成field curvature較小的 .Wyx#9  
G_p13{"IM  
   情形>、倍率色像差(lateral color)都未校正好，需要處理。另外目鏡焦距好像不是你所說的22mm，而是26mm =uR[Jewa  
Jxb+NPUB  
(4) 物、目鏡要合在一起: & V/t0  
;#D:S6 L  
      (a) 前三面為你的物鏡數據，第3面的thickness設為solve type=marginal ray height其參數height=0  pupil zone=0 YKj P E  
X15e~;&  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 bDcWPwe  
iGeuO[ ^  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> $ "^yoL  
!Ys.KDL  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> r+l3J>:K  
2ap0/l[  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 T;I>5aQ:q4  
EEp,Z`  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter a_(vpD^  
*C(XGX\?-  
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ p9)'nU'\t  
beYaQz/@W  
焦距26怎么得到的？ +H~})PeQ  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 "V;M,/Q|  
[attachment=25035] 9IC|2w66  
_YW1Mk1  
我是菜鸟，目镜的优化我一点也不会，例如自变量，选择三个曲率半径，这是对称的，设为变量优化后就不是对称目镜了，这该怎么办？目镜的转置我也不会 G u-#wv5@  
/_P5U E(  
哎，我是问题学生~岔个题外话，kimclps你是哪里人啊？为什么用的繁体啊？呵呵 I vQ]-A}N  
对了，我的K9玻璃是装了个中国的玻璃库~
lena 2010-03-15 22:58
你真是救星，我看到了希望~
kimclps 2010-03-17 23:14
(1) 你的檔案我沒辦法打開，解壓縮時出現缺少part2的錯誤訊息。 ]I#yS=;  
4` gAluJ#  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 _$?SKid|o  
d-=/@N!4e  
(3) 要維持對稱形式，將1、2、3面的曲率半徑設為變數，第1、2、3面間隔為變數 -qBrJ1*  
y#Ao6Od6  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 h+! Ld^'c  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 COa"zg  
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1 q]Cmaf(  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 7N / v  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 r-+.Ax4L"  
 IR,`-  
    即可在優化中維持對稱。 wYJ.F  
spV/+jy{  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> *;wPAQE  
uFIr.U$V  
     reverse elements選擇啟始面和結束面，不過通常最前或最後面的thickness轉置後可能有 :Uf\r `a9  
k ckWBL  
   錯要加以修正。 eEkF Zx  
Yqy7__vm  
(5) 每個人都是由不懂開始學起，有些經驗後要回饋提攜後輩，因此無所謂問題學生或救星的 %+U.zd$  
~1Q$FgLk  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 lz1l1.f8  
wvum7K{tI  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) V6Y:l9  
_ a|zvH  
      然後再加入其它自己想要控制的項目例如焦距，AXCL等。但優化是要自己去努力Try後分析 t/\J  
C{<qc,!4  
   、判斷、修改才會進步。 C&b^TLe  
hTZaI*  
lena 2010-03-18 15:51
我把目镜初始参数换了一下，用书上的例子做了一下，与书上结果相距甚远 Q"KD O-t  
o[W7'1O  
把3个曲率半径作为变量（把透镜间隔同时作为变量优化以后面目全非了），优化以后数据上看是对称的，layout却不同，什么原因？是不是我哪里设置不当？ L<encPJt  
F'DO46  
优化时我选了EFFL，LACL和ASTI。  LACL和ASTI的操作我不会，是不是参数填错了 0!YB.=\{_q  
pt&(c[  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 GpV"KVJJ/  
kimclps 2010-03-20 20:45
(1) 目鏡要反轉過來設計，所以第1面是系統的出瞳，設為stop面，和目鏡最後面<此時為第2面> ;H5PiSq;z  
)>$@cH  
      的間隔為出瞳距<先依近軸值做，以後再修正；就是目鏡焦距的(1-1/倍率)=1.2*目鏡焦距>。 lV/-jkR  
h\ema|  
   第2面起依次為目鏡資料，最後一面<第7面>的面間隔以solve 求解marginal height=0。 @bQf =N+  
A\9Q gM  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 !fXwX3B  
)54;YK  
(3)  目鏡焦距不是該為22嗎?為何初始值為28.5，優化目標為25? >L F y:a  
Mj2o>N2,  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 p}%T`e=Z9  
$IzhaX  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 s+;J`_M  
]p/f@j?LU  
    擇一使用。 g/&`NlD  
n$n)!XL/  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 L|Zja*  
SnsOuC5Ah  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 vs-%J 6}G  
Z?yMy zT  
(7)  ASTI只是三次項差。 $gU6=vN1#  
#'N"<o[  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 ?YzOA${  
8C1 'g7A<  
(9)  再試試看吧。 pJ Iq`)p5  
7/nnl0u8  
王昕璨 2010-10-04 15:56
  顶,好东西,谢谢
yang959wei 2010-11-18 20:31
kimclps  厉害啊。
jackqiu 2011-05-10 21:49
看来斑竹对望远系统很了解啊; Te=[tx~x  
我最近在研究一个简单的望远系统,但始终不太明白该如何去设计,可以指点下不? z DDvXz  
I^>m-M.  
要求: gPs%v`y)*D  
放大倍数=3 +cS%b}O`$  
目镜的视场角=60度(物镜=20度) ?}4 =A&][  
TTL=5~5.5mm S&]AIG)  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm 0J-]  
/XtpGk_1)  
整个系统只需要2片来设计,焦距该如何分配?? 有什么简单方法直接计算出物镜和目镜的焦距吗? V7}5Zw1  
QJ2V&t"3  
非常感谢!
jabil 2013-02-13 13:53
let me see the file
dk111123 2013-03-31 19:14
好厉害的讨论阿~ y{CyjYpz^  
学习到很多呢 y5;l?v94  
谢谢分享 X=O}k&  
shaolinhe 2013-05-29 14:36
修改才會進步。
shaolinhe 2013-05-29 14:39
目镜我还是不懂~~
corrinelee 2016-06-21 13:21
和好的互动交流。
wenshaofeng1 2017-11-12 18:48
感谢，看讨论学到很多
mrjsuvx 2018-05-22 10:53
謝謝参考一下
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