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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， ]DL> .<]d  
x0TnS #  
(1) 所以System->general處設entrance pupil diameter=20 ~Sn5;g8+\  
`SSP53R(0  
(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)。 =]2RC1#}e  
\6nQ-S_  
(3) 物鏡後加一組prism和物鏡一起優化。 <Bob#Tf ~  
pU'`9f Li_  
(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。 umHs" d  
 \!' {-J  
j|VlHDqR  
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， O #p)~V8~  
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) \|b1s @c8  
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~ eW }jS/g`  
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~ @zq\z$  
gw}7%U`T9  
我想选用双胶合物镜和对称式目镜 =c5 /cpZ^  
F~uA-g  
计算物镜参数： d/-]y:`f`  
焦距 f’=110mm Rp4BU"&sU  
视场 2w=6° n<"a+TTU  
物镜通光直径 D=20mm >x_:=%Wr+  
相对孔径 1：5.5 +-KRp1qq  
选用双胶合物镜。 S|u1QGB  
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° a\HtxR8L  
      r            d         glass ?-6x]l=]  
                               1,1,1 0I ND9h. %  
181.97       9           K9 )eedfb1  
-133.05      6          ZF2 aGzdur  
-397.2                   1,1,1 bju,p"J1-E  
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： OB? 79l  
    r         d         glass $BO}D  
                              1,1,1 1H2u,{O  
  66.8        3.3        K9 .tHv4.ob  
-48.84      2.2        ZF2 3\U,Kg  
-145.81               1,1,1 SUFaHHk@/b  
fU){]YP  
计算目镜各参数： uzn))/"  
视场 2w’=31° ~?8 x0  
焦距 f’=22mm BOl$UJ|K  
相对孔径 1：5.5 ?RjKP3P  
选用对称式目镜。 ~ @"Qm;} "  
根据光学设计手册找到类似原始系统的结构参数： (L6]uNOG  
     r          d           glass !?>p]0*<  
                                    1,1,1 =*)O80oaW  
    76.6         1.5           ZF1 %+OPas8C  
   24.6          7             K9 pa> 2JF*  
   -30.6        0.1         1,1,1 4>ce,*B1  
   30.6          7            K9 G QB^  
  -24.6        1.5          ZF1 (k HQKQmq  
  -76.6                      1,1,1 ~>-;(YU"t  
PFn[[~5V  
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~ kpMM%"=V  
目镜的像散和轴向色差该如何确定？在zemax里怎么操作？ 5t1DB'K9$_  
目镜和物镜分别设计好了，又怎么合在一起？ fm2Mi~}0  
希望你能帮帮我！谢谢啦！ uC8T!z  
_/w-gL{  
lena 2010-03-14 15:15
请各位大侠指点指点~
kimclps 2010-03-15 17:23
(1) ZEMAX裏沒有K9的材料，所以我用H-K9L取代，應該非常接近。 dGW7,B~  
^E?V+3mV  
(2) 物鏡部分非常接近了，如果說還有要改進的大概有以下兩點 : 7wEG<,D  
^{+:w:g  
   (a) 軸向色差(axial color)，調整成F線在最大口徑處的球差量=C線在零口徑處值<樓主的F線稍 *t*&Q /W  
< 3+&DV-<N  
      微超過一點>。可用AXCL處理。 rxk{Li<9  
B]}V$*$ \?  
   (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 Z!l!3(<G.f  
4W-+k  
      也沒關係，因為球差量很小> T[=cKYp8\  
!OVEA^6  
(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 /g7?,/vnZ  
o[W3/  
   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 +\$|L+@Z  
l%5%oN`4  
(4) 物、目鏡要合在一起: 05LQh  
v23Uh2[@Yy  
      (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 R2ZQBwB  
2 3w{h d  
       (b) 第4面為虛設面，radius=infinity    thickness=目鏡的後焦距 u9~J1s<e  
&bgi0)>  
        (c) 第5面至第10面為你目鏡的資料<需反置(reverse)> 3s$.l }  
myX0<j3G5  
        (d) 第10面的thickness=出瞳距<exit pupil distance> G")EE#W$}  
U+M?<4J) "  
        (e) 第11面設surface type=paraxial   又該面thickness 同第3面設法 E }j8p_p  
n k3lC/f  
              此時像差量縱像差=1000/(第11面的f值平方)   單位為diopter &nw ~gSe  
{ 4{{;   
lena 2010-03-15 22:57
目镜我还是不懂~~ y@JYkp>I  
C;>Ll~f_  
焦距26怎么得到的？ ^SCWT\E  
我是参照《光学仪器设计手册（上）》p331的例子算的 VNXVuM )c  
[attachment=25035] rM |RGe  
Q6>( Z  
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 XS/TYdXB8  
0VPa;{i/  
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 KL`>mJo$  
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。  Z.JTq~`I  
>YhqL62!a  
(2) 你把目鏡資料輸入到Zemax自然可以看出焦距值為26mm。 s&</zU'  
UC@"<$'C  
(3) 要維持對稱形式，將1、2、3面的曲率半徑設為變數，第1、2、3面間隔為變數 (5_(s`q.  
g2q=&eI"  
   第4面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=3   scale factor=-1 9Z 4R!Q  
      第5面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=2   scale factor=-1 s'I$yJ)@2E  
      第6面的曲率半徑設solve type=pickup    參數 from surface=1   scale factor=-1  ]plC  
      第4面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=2   scale factor=1 q4= RE  
      第5面的間隔設    solve type=pickup     參數 from surface=1   scale factor=1 xd@DN;e  
k#n=mm'N9  
    即可在優化中維持對稱。 X9HI@M]h  
dz 2d`=`3  
(4) 對稱型式的目鏡reverse後還是一樣，不是對稱型式可用Tools-->Miscellaneous--> R&0l4g-4>  
9n7d "XD2  
     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 a=dN.OB}F7  
|?kH]Trr  
   錯要加以修正。 8 Hn{CJ~'  
Ui&$/%Z|  
(5) 每個人都是由不懂開始學起，有些經驗後要回饋提攜後輩，因此無所謂問題學生或救星的 1-#tx*>AY  
 HV(Kz  
   說法。我在台灣，所以只能用繁體。 #v-!GK_<  
}o4Cd$,8  
(6) 優化可以先選入Tools-->default merit function-->RMS  Spot radius  centroid(或chief ray) gP@ni$n  
<9~qAq7^  
      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 ]'q<wPi  
rpmDr7G  
   、判斷、修改才會進步。 P'8 E8_M}  
_?ZT[t<  
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 1F|+4  
e j9G[  
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？ L;[*F-+jD  
85mQHZ8aR  
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 $BY{:#a]  
Kf.b <wP{  
我把我做的传上来，你帮我看看吧 ./d (@@  
kimclps 2010-03-20 20:45
(1) 目鏡要反轉過來設計，所以第1面是系統的出瞳，設為stop面，和目鏡最後面<此時為第2面> kokkZd7!  
FQyiIT6  
      的間隔為出瞳距<先依近軸值做，以後再修正；就是目鏡焦距的(1-1/倍率)=1.2*目鏡焦距>。 zjmc>++<t  
~a$% a  
   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。 ; F=_ozWV*  
pP @#|T  
(2)  field最大值為1/2 *30=15度而非1度，建議設5個field。 _$0Ix6y,  
Y"@kvd  
(3)  目鏡焦距不是該為22嗎?為何初始值為28.5，優化目標為25? w9%gaK;  
<_![~n$H  
(4)  優化後像距已經是負值，表示像已經埋到目鏡裡面去了。 EB#z\  
/Q!F/HY3ZS  
(5)  目鏡系統用OPDX可能不太適當，建議用TRAR、TRAX、TRAY、TRAC、TRCX、TRCY等 nC rNZ&P  
aI{[W;43T  
    擇一使用。 / @&Sqv4?  
zkMQ= ,[  
(6)  厚度或面間隔要用為變數時，需要加MNEG、MXEG、MNCG、MXCG、MNEA、MXEA、 JI&>w-~D  
vl<J-+|0C  
   MNCA、MXCA等選擇合適的指令加以控制。 g:Dg?_o  
$sJn: 8z  
(7)  ASTI只是三次項差。 RA6D dqT~  
jnTl%aQYc  
(8)  看一下AXCL、FCGS、FCGT、DIMX、DIST的用法。 *s^5 BLI9  
 51j  
(9)  再試試看吧。 g@Zc'g/XB  
? _W*7<  
王昕璨 2010-10-04 15:56
  顶,好东西,谢谢
yang959wei 2010-11-18 20:31
kimclps  厉害啊。
jackqiu 2011-05-10 21:49
看来斑竹对望远系统很了解啊; ?]t8$^m,;  
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? $?\],T  
z,9qAts?mh  
要求: 8^{BuUA  
放大倍数=3 N(9'U0z  
目镜的视场角=60度(物镜=20度)  lcr=^  
TTL=5~5.5mm g@QpqrT  
目镜方向的出瞳直径=1.2mm h2q]!01XP  
AKpux,@xB  
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? z'fS%uI  
\c]/4C +/  
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~ 7@sWT<P  
学习到很多呢 *f(}@U  
谢谢分享 .JiQq]  
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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