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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， ~~1~_0?e  
tL+8nTL  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 U>;itHW/  
b=T+#Jb  
(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)。 savz>E &  
7IJb$af:;  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 M{kPEl&Z  
w#mnGD  
(4) 目鏡焦距=物鏡焦距/5，因為最少有80/5=16，因此出瞳距 l>6mm不會有問題。 _ga!TQ:  
f9- |! ]s  
0D#!!r ;  
duanxy 2010-03-11 18:30
为何要加prism啊？
kimclps 2010-03-13 21:48
物鏡是一個正透鏡，所成的像與物比較，是呈上下相反、左右顛倒；如果就依此狀態以目鏡放大， MF\n@lX  
最終像會是上下相反、左右顛倒的像，不利於地上景物的觀察使用。因此，需要使用一組(兩個) ~vl:Tb  
prism將物鏡的成像變為和物相同的方向。
lena 2010-03-14 14:51
你好，我是初学者，我只要成上下相反，左右颠倒的像就可以了，不要那个prism了。系统总长没有要求，合理就行~ 3 n:<oOV  
你能帮我看看设计吗？我选好了参数，但是后面调整像差不会~ 9jPb-I-   
b$R>GQ?#  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 oh@r0`J]x  
nnGA_7-t  
计算物镜参数： .;KupQ;*  
焦距 f’=110mm x#8=drh.:C  
视场 2w=6°  ,O~2 R  
物镜通光直径 D=20mm peqFa._W  
相对孔径 1：5.5 "}HQ)54&  
选用双胶合物镜。 W=EO=}l#  
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° 8e\v5K9  
      r            d         glass (Z"Xp{u  
                               1,1,1 VvF&E>f C  
181.97       9           K9 l.)N  
-133.05      6          ZF2 '6 'XBL?  
-397.2                   1,1,1 5 N/ ]/  
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： oNU* q.Q  
    r         d         glass ;W+-x] O  
                              1,1,1  ^,KR0  
  66.8        3.3        K9 qBNiuV;*  
-48.84      2.2        ZF2  <aHt6s'  
-145.81               1,1,1 zBs7]z!eP  
fcZOsTj  
计算目镜各参数： Nz}Q"6L  
视场 2w’=31° `2fuV]FW  
焦距 f’=22mm blN1Q%m6  
相对孔径 1：5.5 ppnj.tLz;r  
选用对称式目镜。 %@&)t?/=  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： 1 I+5  
     r          d           glass }[DAk~  
                                    1,1,1 ibuI/VDF  
    76.6         1.5           ZF1 W_ 6Jl5]  
   24.6          7             K9 (;j7 {(  
   -30.6        0.1         1,1,1 UA8!?r-cR  
   30.6          7            K9 =0)^![y]v  
  -24.6        1.5          ZF1 u=l(W(9=  
  -76.6                      1,1,1 kxmS   
L,D>E  
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~ Ii,:+o%  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ e"CLhaT  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ jFXU xf  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ UJH{vjIv  
h[8y$.YsC  
lena 2010-03-14 15:15
请各位大侠指点指点~
kimclps 2010-03-15 17:23
(1) ZEMAX裏沒有K9的材料，所以我用H-K9L取代，應該非常接近。 cMl%)j-  
>&&xJ5  
(2) 物鏡部分非常接近了，如果說還有要改進的大概有以下兩點 : +mA=%? l  
ffM(il/2  
   (a) 軸向色差(axial color)，調整成F線在最大口徑處的球差量=C線在零口徑處值<樓主的F線稍 `g1Oon_  
DOerSh_0W  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 RF)B4D-W  
>.iw8#l  
   (b) d線的球差最大口徑處可以讓它稍微over一點，用以補償目鏡會帶進來的under量<不處理 Z~(XyaN  
x3s^u~C)(w  
      也沒關係，因為球差量很小> 4iz&"~&1  
%-l:_A  
(3) 目鏡部分則像散(astigmatism)<需要將目前倒向左側under的情形，校成field curvature較小的 V</T$V$  
0'hxw3#  
   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 ^JtHTLHL=  
gn"&/M9E  
(4) 物、目鏡要合在一起: w4'K2 7  
V@S/!h+  
      (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 h,>L(=c$O  
f4S@lyYF  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 :6?&FzD`  
gJ.6m&+  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> *?D2gaCta  
2Nkn C>9(\  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> v$G*TR<2  
w.aFaR)04  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 ['emP1g~  
5{q/z^]  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter  _)E8XyzF  
6B/"M-YME  
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ XjZao<?u  
jnp6qpY{  
焦距26怎么得到的？ T:%wX9W  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 5rA!VES T  
[attachment=25035] vDeG20.?Z  
:.[5('  
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 uxMy 1oy  
RrU~"P1C  
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 a-A+.7  
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。 AzO3(1:  
Na 9l#  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 O4d^ig-xaH  
0?Tk* X  
(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 KT;C RO>  
aRO_,n9  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 g1 Wtu*K3  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 %Di 7u- x  
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1 /zG-\eU  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 />^`*e_  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 E}b> 7L&w  
.A"T086  
    即可在優化中維持對稱。 1Q&WoJLfR  
3@TG.)N4  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> <W=[ sWJ  
U??f<  
     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 0]eh>ab>  
{uwk[f{z  
   錯要加以修正。 fyg~KF}  
(ln  
(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 ~b$z\|Y  
~0[G/A$]  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 8A8xY446)  
1f@U :<:  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) 0(U3~ k6  
kJ#[UCqzM  
      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 3<)@ll  
\p3nd!OIG  
   、判斷、修改才會進步。 APQQ:'>N4~  
{GX &)c4  
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 71 L\t3fG  
w*6!?=jP  
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？ qtdxMX]iR  
^Z-. [Y  
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 [!:-m61  
C6D=>%uY  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 qrM{b=  
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> VeD+U~ d  
*fQ ?A|l!x  
      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>。 +YQ~t,/  
6_9:Eb=^v!  
   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。 -n=$[-w  
gc,J2B]61  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 j:v~MrQ7|  
wv7p,9Z[  
(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? *3.yumcv{L  
$/<"Si&(  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 ;9p#xW6  
X]zCTY=l  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 ?O<`h~'$+  
[U%ym{be ^  
    擇一使用。 r3[t<xlFf  
_A;vSp.`  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 Cz=A{< ^g  
M 9(ez7Z  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 "o^bN 9=  
.-('C> @  
(7)  ASTI只是三次項差。 0okO+QU,a  
a%MzNH  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 uKR\Xo}  
G!!-+n<  
(9)  再試試看吧。 ;Ch+X$m9  
XI@6a9Uk  
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; )Y&MIJ7>@  
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? m0x J05Zx  
aW`:)y&f  
要求: A6?qIy  
放大倍数=3 AkYupP2]v  
目镜的视场角=60度(物镜=20度) 45Nv_4s  
TTL=5~5.5mm K;<NBnH  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm pY{; Yn&t  
X[GIOPDx  
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? ^[X|As2  
~ V@xu{  
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~ t7jh ?]  
学习到很多呢 ]Y_{P~ZX  
谢谢分享 YXczyZA`x  
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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