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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， 5'+g[eNyBV  
^|6#Vx  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 {D^ )% {  
,jeHL@>w[  
(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)。 /3k[3  
j>?nL~{  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 f*rub. y  
`7y3C\zyQ  
(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。 @%2crJnkS  
_Dqi#0#40p  
eY`9J4o'  
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， X]2Ib'(  
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) 2]Cn<zJ  
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~ [h-NX  
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~ eN|zD?ba&  
[.Md_  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 m*HUT V  
FZ<6kk4  
计算物镜参数： .@+M6K*  
焦距 f’=110mm W ^Fkjqpv  
视场 2w=6° J Q*~le*  
物镜通光直径 D=20mm Ksh[I,+N\  
相对孔径 1：5.5 !BrZTo  
选用双胶合物镜。 1I'}Uh*  
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° g'T L`=O  
      r            d         glass )BI%cD  
                               1,1,1 IcQpb F0  
181.97       9           K9 %La/E#  
-133.05      6          ZF2 N4-Y0BO  
-397.2                   1,1,1 jqj}j2 9  
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： @ YWuWF  
    r         d         glass ] s 2ec  
                              1,1,1 oNl-! W   
  66.8        3.3        K9 psx_gv,  
-48.84      2.2        ZF2 Z ]ZUK  
-145.81               1,1,1 hUp3$4w  
#')] ~Xa  
计算目镜各参数： pX>wMc+  
视场 2w’=31° xJ:Am>%\^  
焦距 f’=22mm bOrE86v:  
相对孔径 1：5.5 !IC .0I`  
选用对称式目镜。 wRwx((eb  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： j!Ys/ D  
     r          d           glass @W(,|xES  
                                    1,1,1 =? q&/ cru  
    76.6         1.5           ZF1 `Has3AX8  
   24.6          7             K9 }V.fY3J-  
   -30.6        0.1         1,1,1 1yU!rEH  
   30.6          7            K9 *"F*6+}w"  
  -24.6        1.5          ZF1 #3?"#),q  
  -76.6                      1,1,1 L:lnm9<  
s:,fXg25J  
因为没有规定物镜的球差，彗差，轴向色差，我也不知道该定多少~ a04S&ezj  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ ka R55  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ P??pWzb6HH  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ <>-gQ9  
5qqU8I  
lena 2010-03-14 15:15
请各位大侠指点指点~
kimclps 2010-03-15 17:23
(1) ZEMAX裏沒有K9的材料，所以我用H-K9L取代，應該非常接近。 !a'{gw  
a,M/i&.e`  
(2) 物鏡部分非常接近了，如果說還有要改進的大概有以下兩點 : )In;nc  
F>@z&a}(  
   (a) 軸向色差(axial color)，調整成F線在最大口徑處的球差量=C線在零口徑處值<樓主的F線稍 X)9|ZF2`  
)s 1 Ei9J  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 q>#P|  
^'sOWIzeiY  
   (b) d線的球差最大口徑處可以讓它稍微over一點，用以補償目鏡會帶進來的under量<不處理 )MM(HS  
JvW!w)$pY  
      也沒關係，因為球差量很小> <lPHeO<^]  
!:g\Fe]  
(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 "rQ?2?  
E@="n<uS  
   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 <("P5@cExU  
H{d/%}7[v  
(4) 物、目鏡要合在一起: .M\0+,%/  
a9nXh6  
      (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 d k|X&)xTJ  
Ahg6>7+R.  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 h&{>4{  
"r{ ^Y??  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> UZc{ Av  
ue}lAW{q  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> @|~D?&<\  
|qibO \_  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 {y:+rh&  
(]<G)+*  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter sWLH"'Z  
sE(mK<{pk  
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ L~(`zO3f  
r`/tb^  
焦距26怎么得到的？ G;pxB,4s5  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 K29KS)~;W  
[attachment=25035] =zW.~(c{  
t%<d}QuHW  
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 yq>3IS4O  
>?A3;O]  
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 G@QZmuj&KH  
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%K<YyAP  
7nHlDPps)  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 "-TIao#  
SuW_[6 ]  
(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 )f0t"lk  
aOj5b>>  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 X/nb7_M  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 2 }Q)&;u  
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1 {N$G|bm]u<  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 A`Bg"k:D  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 ;wz YZ5=Di  
5X-cDY*|  
    即可在優化中維持對稱。 ~z!U/QR2  
Piz/vH6M}  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> l+Tw#2s$  
"sRR:wzQu  
     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 )vk$]<$  
(byFr9z  
   錯要加以修正。 @hWt.qO3s  
dYJW`Q;j.|  
(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 @Tzh3,F2  
}45&s9m=  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 F/}PN1#T  
DP*[t8  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) mi3yiR  
nK6{_Y>  
      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 j4Cad  
-$4PY,  
   、判斷、修改才會進步。 f?_H02j`/E  
qGgT<Rd~1  
lena 2010-03-18 15:51
我把目镜初始参数换了一下，用书上的例子做了一下，与书上结果相距甚远 >+fet ,  
x5 3 aGi|  
把3个曲率半径作为变量（把透镜间隔同时作为变量优化以后面目全非了），优化以后数据上看是对称的，layout却不同，什么原因？是不是我哪里设置不当？ ueYZM<],  
Xi1/wbC  
优化时我选了EFFL，LACL和ASTI。  LACL和ASTI的操作我不会，是不是参数填错了 }dE0WJcO  
`hL16S  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 -pc*$oe  
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> kL,AY-Iu{@  
R y0n_J:7  
      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>。 pVP CxP  
Je+z\eT!5<  
   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。 5B@+$D[0?3  
50Co/-)j  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 QVI4<Rxg  
B9n$8QS  
(3)  目鏡焦距不是該為22嗎?為何初始值為28.5，優化目標為25? ]7-*1kL8=~  
hO@'WoniW  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 3xh~xE  
X[ }5hZcX  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 zN {'@B  
9dr\=e6) C  
    擇一使用。 a}+|2k_  
F%t`dz!L  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 _CBG?  
InMF$pw  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 a&p|>,WS  
}i ./,  
(7)  ASTI只是三次項差。 ! iA0u  
;dNKe.`Dg  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 G0|j3y9$  
kf>oZ*/  
(9)  再試試看吧。 \SS1-UbL  
} O8|_d  
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; YgC J s;  
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? {Tl5,CAz  
pM= @  
要求: n:,At] ky  
放大倍数=3 ?`,<l#sj  
目镜的视场角=60度(物镜=20度) "m.jcKt  
TTL=5~5.5mm [84ss;.$  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm #TM+Vd$  
M3c-/7  
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? oQ1>*[e<u  
] hGU.C"(  
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~ W~z 2Q so  
学习到很多呢 j BS$xW  
谢谢分享 }9<pLk  
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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