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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， FEZ"\|I|  
9Jy2T/l  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 W#jZRviyq!  
.n& Cq+U;  
(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)。 {_XrZ(y/  
~@uY?jr  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 hdr}!w V  
gr`Ar;  
(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。 G</I%qM  
xPDA475Cw3  
Vx6? @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， $TA6S+  
最終像會是上下相反、左右顛倒的像，不利於地上景物的觀察使用。因此，需要使用一組(兩個) \YlF>{LVe  
prism將物鏡的成像變為和物相同的方向。
lena 2010-03-14 14:51
你好，我是初学者，我只要成上下相反，左右颠倒的像就可以了，不要那个prism了。系统总长没有要求，合理就行~ HLSfoQ&)v  
你能帮我看看设计吗？我选好了参数，但是后面调整像差不会~ Y0PGT5].@'  
OS"{"P  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 _[TH@fO6:  
[EmOA.6  
计算物镜参数： 'z-;*!A}j  
焦距 f’=110mm aI={,\  
视场 2w=6° ~[zFQ)([  
物镜通光直径 D=20mm ;v,9 v;T  
相对孔径 1：5.5 %Ui{=920  
选用双胶合物镜。 oI_oz0nHk  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数：f’=299.64  D/f’=1:6  2w=6° #ox9&  
      r            d         glass 1iNsX\M  
                               1,1,1 \6SMn6a4  
181.97       9           K9 X(GmiH /E  
-133.05      6          ZF2 ~5r=FF6  
-397.2                   1,1,1 <H5n>3#pH  
焦距与设计焦距110mm相差较大，用缩放法得到以下原始系统结构参数： Xr?>uqY!M  
    r         d         glass 3:[!t%Yb  
                              1,1,1 (px*R~}  
  66.8        3.3        K9 1z~k1usRK  
-48.84      2.2        ZF2 r]k*7PK  
-145.81               1,1,1 y)3~]h\a  
5-8]N>/b!  
计算目镜各参数：  6R;)  
视场 2w’=31° -6rf( ER  
焦距 f’=22mm eM?rc55|  
相对孔径 1：5.5 N9i}p^F<_  
选用对称式目镜。 7$(_j<o`  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： t|;%DA)fjw  
     r          d           glass 44|deE3Z  
                                    1,1,1 8#+`9GI  
    76.6         1.5           ZF1 94Xjz(  
   24.6          7             K9 j#N(1}r=1  
   -30.6        0.1         1,1,1 89zuL18V  
   30.6          7            K9 QF\kPk(CtD  
  -24.6        1.5          ZF1 p1Q/g Il  
  -76.6                      1,1,1 |]^l^e 6m  
\). Nag+  
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~ y0,Ft/D  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ kr^0% A  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ cX2$kIs;  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ KzV.+f  
e\`wlaP,  
lena 2010-03-14 15:15
请各位大侠指点指点~
kimclps 2010-03-15 17:23
(1) ZEMAX裏沒有K9的材料，所以我用H-K9L取代，應該非常接近。 Hoj8okP  
p+$+MeBz  
(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 : 6F(hY !}5  
^_sQG  
   (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 [P{a_(  
40u7fojg2  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 \0nlPXk?G  
d .p'pGL  
   (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 ;= a_B1"9u  
6AAswz'$P  
      也沒關係，因為球差量很小> U9 bWU'  
okstY4f'  
(3) 目鏡部分則像散(astigmatism)<需要將目前倒向左側under的情形，校成field curvature較小的 cAb>2]M5V  
yPoSJzC=[  
   情形>、倍率色像差(lateral color)都未校正好，需要處理。另外目鏡焦距好像不是你所說的22mm，而是26mm W!91tzs:  
?_%u)S*g  
(4) 物、目鏡要合在一起: QjJfE<h  
l[oe*aYN7  
      (a) 前三面為你的物鏡數據，第3面的thickness設為solve type=marginal ray height其參數height=0  pupil zone=0 s9i|mVtm8  
>g]ON9CGH  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 N'QqJe7Z  
{jW%P="z$"  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> lI6W$V\,  
nR[^|CAR  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> at| \FOKj  
[1SMg$@<  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 JhP\u3 QE  
_~&9*D$ {>  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter f@d9Hqr+l;  
nxfoWy  
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ LW:1/w&pv  
2?DRLF]  
焦距26怎么得到的？ xDjV `E]  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 NX,-;v  
[attachment=25035] 0xMj=3']  
L:R<e#kgS  
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 j.|U=)E  
caq} &A]C  
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 <<zI\+V  
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。 ',=g;  
55DE\<r  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 zT9JBMNE:  
K8[DZ)rO;Z  
(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 %X1x4t]  
(z7+|JE.  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 B[o`k]]  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 = |U@  
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1 o l ({AYB  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 UKBJ_r  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 rf K8q'@  
nsuX*C7  
    即可在優化中維持對稱。 L 3XB"A#  
Ud(`V:d  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> svhI3"r  
Y%aWK~O  
     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 -ysn&d\rV  
XNH4vG |  
   錯要加以修正。 !{%:qQiA  
$'wq1u  
(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 <[~,uR7  
oF&l-DHp  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 | A)\ :  
{S.>BXX  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) L,_.$1d  
N"7]R[*  
      然後再加入其它自己想要控制的項目例如焦距，AXCL等。但優化是要自己去努力Try後分析 B4H!5b  
m_NCx]#e   
   、判斷、修改才會進步。 GZ#aj|  
?h8{xa5b  
lena 2010-03-18 15:51
我把目镜初始参数换了一下，用书上的例子做了一下，与书上结果相距甚远 _GYMPq\%L#  
?}P5p^6  
把3个曲率半径作为变量（把透镜间隔同时作为变量优化以后面目全非了），优化以后数据上看是对称的，layout却不同，什么原因？是不是我哪里设置不当？ Hf gz02Z$  
s][24)99  
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 &:#h$`4  
5jcte< 5I_  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 L@Nu/(pB=  
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> qCQ./"8  
^%T7.1'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>。 4Ft1@  
V4w=/e _  
   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。 $14:(<  
~+F;q vq  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 rJyCw+N0  
"f.Z}AbP  
(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? :3h{ A`u  
.d<W`%[  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 ~`MS~,,  
7*o*6,/  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 v-j3bB  
$^/0<i$   
    擇一使用。 C@\{ehG  
cR7wx 0Aj  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 l: |D,q  
X@N$Z{  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 I&yVx8aH}  
c~}l8M %  
(7)  ASTI只是三次項差。 M)-6T{[IT  
J97R0  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 XUMX*  
b,H[I!. %  
(9)  再試試看吧。 )}v 3q6?_  
$"JpFT  
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; 5i6 hp;=  
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? l*aj#%ha  
x+5p1sv6  
要求: +Lm4kA+aE5  
放大倍数=3 `|O yRU"EK  
目镜的视场角=60度(物镜=20度) 2/P"7A=<  
TTL=5~5.5mm shC;hR&;  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm ihe(F7\U  
bKVj[r8D~  
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? K<sC F[  
hn)a@  
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~ fIC9WbiH-  
学习到很多呢 -4#2/GXNO  
谢谢分享 ws/63 d*  
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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