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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， W}+f}/&l  
)9_jr(s  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 g@WGd(o0)  
KX*Hev'K  
(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)。 HVb9YU+  
S<n3wR"^  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 z4l O  
H^jFvAI,8  
(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。 wg6![Uh  
|7IlYy&:  
<pd6,l\  
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， 4m++>q  
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) wv,,#P  
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~ z-G|EAON"/  
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~ U_a)g X  
0x'-\)v>3  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 B`Q.<Lqu  
% '>S9Ja3  
计算物镜参数： &s!"pEZWck  
焦距 f’=110mm rI&GM |  
视场 2w=6° ld1t1'I'  
物镜通光直径 D=20mm 7Dy\-9:v  
相对孔径 1：5.5 Z<a6U 3  
选用双胶合物镜。 ')#E,Y%Hq  
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° H[o'j@0  
      r            d         glass yhr\eiJ@6  
                               1,1,1 gnbs^K w  
181.97       9           K9 bw#zMU^E  
-133.05      6          ZF2 @aR!  -}  
-397.2                   1,1,1 9GS<d.#Nvc  
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： b5YjhRimS  
    r         d         glass k4_Fn61J/  
                              1,1,1 0pYz8OB  
  66.8        3.3        K9 +3e(psdg  
-48.84      2.2        ZF2 ] *{QVn(  
-145.81               1,1,1 <!:,(V>F(C  
ogv86d  
计算目镜各参数： gf+Kr02~  
视场 2w’=31° GY4 :9Lub7  
焦距 f’=22mm puS'9Lpp  
相对孔径 1：5.5 ;VS;),h/  
选用对称式目镜。 R!xs;|]  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： b:7;zOtF  
     r          d           glass k ]x64hgm  
                                    1,1,1 >]"5K<-1  
    76.6         1.5           ZF1 0CY_nn#3  
   24.6          7             K9 P0$q{ j  
   -30.6        0.1         1,1,1 AO;`k]0e  
   30.6          7            K9 ?mY )m +  
  -24.6        1.5          ZF1 TQK>w'L  
  -76.6                      1,1,1 %iIryv;  
</<_e0  
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~ 1W-t})!a  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ q /|<>s  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ n6WSTh  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ ,*0>CBJvv  
-;T>4B=  
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。 $a\q<fN}  
&4"(bZ:LO  
(2) 物鏡部分非常接近了，如果說還有要改進的大概有以下兩點 : uVDB; 6  
<3HW!7Ad1  
   (a) 軸向色差(axial color)，調整成F線在最大口徑處的球差量=C線在零口徑處值<樓主的F線稍 O:r<es1  
&[I#5 bGk  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 E(8!VY ^  
\R&`bAdk  
   (b) d線的球差最大口徑處可以讓它稍微over一點，用以補償目鏡會帶進來的under量<不處理 g_>)Q  
Ca+d ?IS  
      也沒關係，因為球差量很小> ZH_ J+  
z2!NBOv  
(3) 目鏡部分則像散(astigmatism)<需要將目前倒向左側under的情形，校成field curvature較小的 S?hM  
}'kk}2ej`  
   情形>、倍率色像差(lateral color)都未校正好，需要處理。另外目鏡焦距好像不是你所說的22mm，而是26mm #k)G1Y[c  
Dr(.|)hv[&  
(4) 物、目鏡要合在一起: *KxV;H8/  
; {I{X}b  
      (a) 前三面為你的物鏡數據，第3面的thickness設為solve type=marginal ray height其參數height=0  pupil zone=0 }M'\s  
%~Nf,  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 xkUsZ*X8B  
28X)s!W'  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> 1P8$z:|~  
}kL% l  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> M/d!&Bk  
LdWeI  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 j(nPWEyJM  
x"AYt:ewuc  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter Vl^jTX5N  
#: ' P3)&  
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ r T* :1  
,3fw"P$  
焦距26怎么得到的？ ,dh*GJ{5  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 {'d?vm!r  
[attachment=25035] P\N`E?lJL  
/}M@ @W  
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 P?TFX.p7  
>DbG$V<v'  
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 _HGDqj L  
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。 e j!C^  
kv (N/G  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 "F%cn@l  
?'h@!F%R'  
(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 |n6nRE wW  
=BX<;vU  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 $orhY D3gv  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 25YJH1x  
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1 37lmB '~  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 u[d8)+VX  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 X0U{9zP  
vZXyc *  
    即可在優化中維持對稱。 ]Ff&zBJ  
`+* Mr  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> bR ;H@Fdg?  
%?RX}37K  
     reverse elements選擇啟始面和結束面，不過通常最前或最後面的thickness轉置後可能有 l|N1u=Z  
Ko -<4wu  
   錯要加以修正。 C=hE@  
:_H$*Q=1  
(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 Z,u:g c+*  
-4hX -  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 {kZhje^$vi  
x%x[5.CT  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) 5RlJybN"o  
J@yy2AZnO  
      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 ;o8cfD.z  
2V F|T'h  
   、判斷、修改才會進步。 /- kMzL  
{}lw%d?A  
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 dks0  
(6JD<pBm  
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？ r}vI#;&  
WJJ!No P  
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 $9ON 3>  
*M KVm)Iv  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 x$M[/ID0  
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> 'VF9j\a  
qe\j$Cjy  
      的間隔為出瞳距<先依近軸值做，以後再修正；就是目鏡焦距的(1-1/倍率)=1.2*目鏡焦距>。 pGsVO5M?  
\ &_ -  
   第2面起依次為目鏡資料，最後一面<第7面>的面間隔以solve 求解marginal height=0。 lYy0   
9prG@  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 Hj2P|;2S  
Dy8Go4  
(3)  目鏡焦距不是該為22嗎?為何初始值為28.5，優化目標為25? S liF$}J  
6NZ f!7,B  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 v8w N2[fC  
%*r P d>*  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 eH1Y!&`  
qLPI^g,  
    擇一使用。 Vxk0oI k`  
My5X%)T>P  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 +  ^~n09  
lz# inC|  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 [vIO  
-98bX]8  
(7)  ASTI只是三次項差。 oM< &4F  
X|.X4fs  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 d5u,x.R  
bg 7b!t1F  
(9)  再試試看吧。 7GPBn}{W  
4V[+6EV  
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; [;tbNVZK  
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? ql_aDo j  
e4?}#6RF  
要求: UkeW2l`:  
放大倍数=3 )DoY*'Cl  
目镜的视场角=60度(物镜=20度) wGbD%=  
TTL=5~5.5mm vbA9 V<c&  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm mk[=3!J  
8 A2k-X,  
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? _u.l|yR  
 ^mG-O  
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~ H,zRmK6A%  
学习到很多呢 ~Ilgc CF  
谢谢分享 ;1F3.ibE  
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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