哈工大 光机系统设计 双胶合透镜 实验报告
    哈工大 光机系统设计 双胶合透镜 实验报告 哈尔滨工业大学实验报告 Harbin Institute of Technology 实验报告 课程名称：
光机系统设计 实验名称：
双胶合消差物镜设计 院 系：
电气及自动化与控制系 班 级：
姓 名：
学 号：
哈尔滨工业大学 1， 实验目的 设计一个双胶合消差透镜，并绘制图形，熟悉应用光学、机械学等相关知识，掌握光机系统设计的流程。
  2. 结构特性分析 双胶合消差物镜光学性能要求: 1) f / 6，焦距540mm； 2) 视场角1.5°； 3) 镜片材料选择BAK1 和BK7； 4) 20 线对/mm 处MTF>0.4； 5) 工作波长：
可见光 3. 初始结构设计 当物体处于无穷远时，P∞=W∞=0（孔径角消失），设计消差系数C=0。
  透镜的光焦度分配公式：
通过应用光学相关知识，算的双胶合透镜的曲率半径依次为：
R1 =345.231 R2 =-240.89 R3 =-1003.25 两个透镜的初始厚度设计各为7mm，透镜组到成像面的距离设计为近轴光线，由ZEMAX 计算出相应厚度调整值。
  图1 双胶合透镜出结构设计 图 2 所示，视场90mm；如图 3 所示，视场角设定为1.5°，图 4 所示，入射光线为可见光；如所示为初始透镜结构图。
  图2 设定视场 图3 设置光场html网页设计大作业 图4 设定入射光 4. 系统优化 设计焦距值为540mm,设定默认优化函数EFFL target 为540，权重为1，选择透镜的三个曲率半径以及相应的厚度作为优化参数，优化结果如图 5所示。
  图5 优化结果参数 5. 像质分析 由图6所示，优化后最大的波像差大约为4个波长，尚未达
到衍射极限，应为焦平面上的彗差影响所致；同时可见这个透镜相对与可见光的低阶差比较小，满足设计要求。
  图8优化后光线追迹曲线 如图 6所示，优化后存在彗差，由图中度数可得艾里斑半径为8.595μm，而像差RMS半径为18.570μm，可见此优化结果基本达到设计要求，可以使用。
  图7 优化后散点图 最后查看调制传递函数，由图10可见，在20线对处的MTF值为0.4835，符合设计要求。
  综上所示，本次双胶合消差透镜的设计符合达到题目的要求。
  在20线对/mm处满足MTF>0.4 6.小结：
通过完成本次光机系统设计的大作业基本熟悉了应用光学、机械学等相关知识和光机系统设计的流程，但由于一些知识点掌握的不好也遇到了很多麻烦，大作业的设计也使本课程做到了加强基础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质。
 

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