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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， -I":Z2.fR  
Y#FO5O%W  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 jij<yM8$g  
,LZX@'5  
(2) 物鏡焦距選擇>80mm以上的doublet，作為起始值(樓主未指定系統總長，否則物鏡焦距可再限縮範圍)。 `Gd$:qV  
oE?QnH3R  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 Z)pz,  
09S6#;N&  
(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。 e}0:"R%E  
aE|OTm+@9;  
vMla'5|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， 6_gnEve h  
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) {f/]5x(_  
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~ @ O>&5gB1u  
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~ ,RxYd6  
W `z 0"  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 '9?;"=6(  
zf[`~g  
计算物镜参数： BVw Wj-,  
焦距 f’=110mm bU54-3Ox*  
视场 2w=6° wGsRS[  
物镜通光直径 D=20mm cK`"lxO  
相对孔径 1：5.5 ;heHefbvvd  
选用双胶合物镜。 =Z G:x<Hg  
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° p?X02 >yA  
      r            d         glass fNu'((J-  
                               1,1,1 v4Ga0]VN$8  
181.97       9           K9 b;GD/UI  
-133.05      6          ZF2 ,#]t$mzbQ(  
-397.2                   1,1,1 AVw%w&|%  
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： =gh`JN6  
    r         d         glass &~e$:8 +  
                              1,1,1 m-/j1GZ*  
  66.8        3.3        K9 gEQNs\Jn L  
-48.84      2.2        ZF2 _-~`03 `!  
-145.81               1,1,1 <?Wti_ /M  
DI|:p!Nx  
计算目镜各参数： h*B|fy4K9U  
视场 2w’=31° ULH0'@BJ  
焦距 f’=22mm C0*@0~8$9  
相对孔径 1：5.5 ]rN5Ao}2  
选用对称式目镜。 v%{.A)  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： 9#d+RT  
     r          d           glass 6 sxffJt  
                                    1,1,1 qmy%J  
    76.6         1.5           ZF1 _c$9eAe  
   24.6          7             K9 -62'}%?A<C  
   -30.6        0.1         1,1,1 )~6zYJ2  
   30.6          7            K9 YW \0k5[  
  -24.6        1.5          ZF1 t*<#<a  
  -76.6                      1,1,1 <#GB[kQa  
._9 n~=!  
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~ sbj(|1,ac  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ ?ULo&P[  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ YXurYwV  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ W1B)]IHc  
R"MRnr_4K  
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。 3kcTE&1^  
P}ok*{"J<>  
(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 : KDl_?9E5  
l\M_-:I+4  
   (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 @_:]J1jw7  
53-v|'9'  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 [gy*`@w  
7XKY]|S,'  
   (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 \0lnxLA  
K7Rpr.p  
      也沒關係，因為球差量很小> -V,v9h ^  
;S0Kh"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 )ZrS{vY  
O=SkAsim  
   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 &B! o,qp  
E0%~! b  
(4) 物、目鏡要合在一起: / XnhmqWm%  
jM-)BP6f4  
      (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 !RyO\>:q  
7eWk7&Xul  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 V[-jD8=' 3  
(b'B%rFO  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> VJ ^dY;  
*(PL _/:  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> Bs?7:kN(  
/Q~gU<  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 x(<(t: ?o  
%dQxJMwj  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter CPg+f1K  
8NaqZ+5x  
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ F<!)4>2@  
Ug&,Y/tFw2  
焦距26怎么得到的？ X^WrccNX  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 0_CN/5F  
[attachment=25035] x' .:&z  
Qx[t /~  
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 >Wz;ySEz  
@:KJYm[  
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 B/` !K  
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。 otk}y8  
hGiz)v~  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 .l@xsJn  
}!6\|;Qsz,  
(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 D$T%\ P  
Y+Fljr*  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 NMA}Q$o s  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 +zy=50,   
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1 PG,_^QGCX  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 (&!NC[n,  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 rD*sl}  
>Jp:O 7  
    即可在優化中維持對稱。 x:nKfY5  
ZcaX'5} !S  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> QR>gt;  
p1vp 8p  
     reverse elements選擇啟始面和結束面，不過通常最前或最後面的thickness轉置後可能有 yrR1[aT  
Q:5KZm[[  
   錯要加以修正。 :rg5Kt&  
B9wPU1  
(5) 每個人都是由不懂開始學起，有些經驗後要回饋提攜後輩，因此無所謂問題學生或救星的 Dq)j:f#QM  
7^g&)P  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 S%Us5`sd  
yV"ZRrjO'Z  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) e#E2>Bj;  
'7oA< R  
      然後再加入其它自己想要控制的項目例如焦距，AXCL等。但優化是要自己去努力Try後分析 =KR NvW  
rta:f800z  
   、判斷、修改才會進步。 Y*! qG  
ahPoEh  
lena 2010-03-18 15:51
我把目镜初始参数换了一下，用书上的例子做了一下，与书上结果相距甚远 0C>%LJ8r  
k68F-e[i^  
把3个曲率半径作为变量（把透镜间隔同时作为变量优化以后面目全非了），优化以后数据上看是对称的，layout却不同，什么原因？是不是我哪里设置不当？ HcqfB NM  
(`:O~>[N  
优化时我选了EFFL，LACL和ASTI。  LACL和ASTI的操作我不会，是不是参数填错了 [w -l?  
v.]Q$q^  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 0$-xw  
kimclps 2010-03-20 20:45
(1) 目鏡要反轉過來設計，所以第1面是系統的出瞳，設為stop面，和目鏡最後面<此時為第2面> R%'^gFk 8  
phgm0D7  
      的間隔為出瞳距<先依近軸值做，以後再修正；就是目鏡焦距的(1-1/倍率)=1.2*目鏡焦距>。 _N@ro  
+Xemf?  
   第2面起依次為目鏡資料，最後一面<第7面>的面間隔以solve 求解marginal height=0。 0q'w8]m  
DS)RX.k_#  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 o0pII )v  
[B|MlrZ  
(3)  目鏡焦距不是該為22嗎?為何初始值為28.5，優化目標為25? EbdfV-E  
cra+T+|>Kc  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 o9H^?Rut  
tuhA 9}E  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 GxKqD;;u?=  
FD8N"p  
    擇一使用。 -k"^o!p  
IhA*"  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 vo#UtN:q  
V?=8".GiX  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 ,j$Vvz   
%b"\bHH  
(7)  ASTI只是三次項差。 |0%+wB  
P<f5*L#HD  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 E8~}PQW:I  
f4PIoZ e  
(9)  再試試看吧。 /, !B2  
G^` 1]?  
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; U~ck!\0&T  
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? 6CMub0   
q2et|QCru  
要求: th&[Nt7  
放大倍数=3 |\g5+fv9  
目镜的视场角=60度(物镜=20度) !ki.t  
TTL=5~5.5mm }sOwp}FV8X  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm sn?]n~z  
*7wAkljP  
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? >G~R,{6U  
?A )hN8  
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~ txPIG/  
学习到很多呢 W<E47  
谢谢分享 FTeu~<KpM  
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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