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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， 5D M"0  
8[r9HC  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 O#wpbrJ  
O}9KJU  
(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)。 -jgysBw+Xb  
Go,N>HN  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 H&r,FmI@  
3lV^B[$  
(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。  +`7KSwa  
yC 77c=  
?USQlnr:R/  
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， m}>F<;hQ  
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) vR0 ];{  
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~ D\<y)kh  
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~ sr@j$G#uW5  
%m:m}ziLQ  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 *:i1Lv@  
r=yK,d/1  
计算物镜参数： vI$t+m:  
焦距 f’=110mm LZMYr  
视场 2w=6° 7'NwJ,$6\  
物镜通光直径 D=20mm \om%Q[F7a  
相对孔径 1：5.5 .]aF 1}AI  
选用双胶合物镜。 x0 d~i!d  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数：f’=299.64  D/f’=1:6  2w=6° Bgmn2-  
      r            d         glass As+t##gN  
                               1,1,1 JdZ+Hp3.  
181.97       9           K9 g$dsd^{O7  
-133.05      6          ZF2 0]HYP;E"U  
-397.2                   1,1,1 4v[~r1!V  
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： [ sd;`xk  
    r         d         glass &3J@BMYp  
                              1,1,1 `jS T  
  66.8        3.3        K9 r>bJ%M}  
-48.84      2.2        ZF2 6_N(;6kx(  
-145.81               1,1,1 Kx_h1{  
'zh7_%  
计算目镜各参数： "UwH\T4I  
视场 2w’=31° Mi~(aah  
焦距 f’=22mm /b|0PMX  
相对孔径 1：5.5 <0S=,!  
选用对称式目镜。 k+1|I)z  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： r-,e;o>9  
     r          d           glass 64:fs?H  
                                    1,1,1 /%lZu^  
    76.6         1.5           ZF1 :$MG*/Q  
   24.6          7             K9 Xl74@wq   
   -30.6        0.1         1,1,1 Vf(6!iRP@  
   30.6          7            K9 C"IKt  
  -24.6        1.5          ZF1 G\NPV'  
  -76.6                      1,1,1 tpuYiL  
ioPUUUb)  
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~ <3,<\ub  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ d;n."+=[x  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ _=|vgc  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ " vtCTl~t  
r H~" 4  
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。 R i^[i}  
 wd)jl%  
(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 : : "1XPr  
gJM`[x`T  
   (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 8n>9;D5n  
]7e =fM9V;  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 uIZWO.OdU  
T*KMksjxm`  
   (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 @lvyDu6e  
<qGu7y"  
      也沒關係，因為球差量很小> {GJ@psG*  
l<N}!lG|  
(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 RZ+`T+zL  
[}&Sxgv  
   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 G\(|N9^:  
H<3I 5Kgt  
(4) 物、目鏡要合在一起: M|R b&6O  
k-}b{  
      (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 7.`fJf?  
-a-(r'Qc(  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 f;b[w   
f!JS= N?3  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> e;(0(rI  
w4gg@aO  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> G.UI|r /Kz  
& \f{E\A#  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 Hhh0T>gi  
z[;z>8|c  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter ow]053:i  
6H7],aMg$A  
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ ^\S~?0^m  
qO|R^De  
焦距26怎么得到的？ W}mn}gTQ  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 XSyHk"g`  
[attachment=25035] BNs@n"k  
lp^<3o*1  
我是菜鸟，目镜的优化我一点也不会，例如自变量，选择三个曲率半径，这是对称的，设为变量优化后就不是对称目镜了，这该怎么办？目镜的转置我也不会 ~S,,w1`  
K42K!8$  
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 (O(}p~s  
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。 |M, iM]  
8p:e##%  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 ) u`[6,d  
=h5H~G5AT  
(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 {C N~S*m  
SSWP~ t  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 [rV>57`YD  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 waj0"u^#  
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1 fy@<&U5rg  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 P 'od`  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 %_%Q 8,W  
TI,&!E?;  
    即可在優化中維持對稱。 j~jV'f.:H  
I7n"&{s"*  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> ^<a t'jk6  
lHPd"3HDK  
     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 =k^Y?.  
D!Pq4'd(  
   錯要加以修正。 )9"_J9G  
AW!?"xdZ  
(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 T^k7o^N>  
2Ay* kmW  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 m4hg'<<V  
/)}q Xx&  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) 3 09hn  
f$Fhf ?'  
      然後再加入其它自己想要控制的項目例如焦距，AXCL等。但優化是要自己去努力Try後分析 afuOeZP  
fY51:0{  
   、判斷、修改才會進步。 CFMo)"  
xRzFlay8  
lena 2010-03-18 15:51
我把目镜初始参数换了一下，用书上的例子做了一下，与书上结果相距甚远 yW1)vD7  
IoQEtA  
把3个曲率半径作为变量（把透镜间隔同时作为变量优化以后面目全非了），优化以后数据上看是对称的，layout却不同，什么原因？是不是我哪里设置不当？  8pIP  
{GK;63`1  
优化时我选了EFFL，LACL和ASTI。  LACL和ASTI的操作我不会，是不是参数填错了 =S+wCN  
d iL +:H  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 \IV1j)I"u  
kimclps 2010-03-20 20:45
(1) 目鏡要反轉過來設計，所以第1面是系統的出瞳，設為stop面，和目鏡最後面<此時為第2面> A@1W}8qY:  
dJeNbVd  
      的間隔為出瞳距<先依近軸值做，以後再修正；就是目鏡焦距的(1-1/倍率)=1.2*目鏡焦距>。 "U>JM@0DNm  
cl=EA6P\X  
   第2面起依次為目鏡資料，最後一面<第7面>的面間隔以solve 求解marginal height=0。 G'Q-An%z  
PV'x+bN5  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 f332J  
K6v6ynp/  
(3)  目鏡焦距不是該為22嗎?為何初始值為28.5，優化目標為25? p*4':TFuD;  
WM7oM~&{6  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 jnKWZ/R  
ZkRx1S"m  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 =n5zM._S-  
ZRh~`yy  
    擇一使用。 qT{U(  
F\JM\{&F  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 `w#Oih!6A|  
W>Y@^U&x`  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 X$ 0?j 1  
QR c{vUR&  
(7)  ASTI只是三次項差。 a oD`=I*<  
/32Fy`KV  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 ]qethaNy  
Vwg|K|  
(9)  再試試看吧。 "bFTk/  
T! Y@`Ox  
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; nrL9 E'F'  
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? iV5yJF{ZH  
b3&zjjQ  
要求: q+H%)kF  
放大倍数=3 {@H6HqD  
目镜的视场角=60度(物镜=20度) ,X[kt z  
TTL=5~5.5mm Fsmycr!R  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm 9_# >aOqL  
Tzt8h\Q^z  
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? `slL %j^"  
!o5 W  
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~ v~f HYa>  
学习到很多呢 NO7J!k?  
谢谢分享 ,~aQL  
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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