扬大工程光学课程设计20140412

工程光学课程设计

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一、目的

了解光学系统外形尺寸计算在光学系统设计中的作用，学习和掌握外形尺寸计算的内容和一般方法。根据使用要求确定光学系统整体结构尺寸的设计过程称为光学系统的外形尺寸计算。光学系统的外形尺寸计算要确定的结构内容包括系统的组成、各光组元的焦距、各光组元的相对位置和横向尺寸。

外形尺寸计算基本要求：

第一，系统的孔径、视场、分辨率、出瞳直径和位置；

第二，几何尺寸，即光学系统的轴向和径向尺寸，整体结构的布局；

第三，成像质量、视场、孔径的权重。

二、要求

对题中所涉及的光学系统

⑴按照工作原理正确作出光路图并能正确描述；

⑵完整叙述及列举计算的过程，步骤要详细不能省略中间中程；

⑶完成设计报告

三、内容

（一）只包括物镜和目镜的望远系统

计算一个镜筒长L=f1′+f2′=200+（学号最后两位）mm，放大率Γ= -24+（学号最后一位），视场角2ω=1°40′的刻普勒望远镜的外形尺寸。

1、求物镜和目镜的焦距；

图1只包括物镜和目镜的望远系统结构图

2、求物镜的通光孔径D1。可根据望远系统的有效放大率求出D1。

3、求出瞳直径D1’；

4、视场光阑的直径D3；

5、目镜的视场角2ω′；

6、求出瞳距lz′；

7、求目镜的口径D2；

8、目镜的视度调节（目镜相对视场光阑的移动量x）；

9、选取物镜和目镜的结构。

（二）带有棱镜转像系统的望远镜

双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：

1、望远镜的放大率Γ＝8倍；

2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；

3、望远镜的视场角2ω＝10°；

4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；

5、棱镜最后一面到分划板的距离 14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。

6、lz′=8～10mm

要求计算棱镜转像望远镜的各类尺寸

1、计算物镜和目镜焦距

'f o 和'f e 。 2、计算出瞳直径D 出 3、计算视场光阑通光口径

D 视场 4、计算目镜视场'

5、计算棱镜通光口径D 棱（将棱镜展开为平行平板，理论略）采取50%渐晕

6、求目镜口径D 目

7、结构总长度L

8、选型

图2 望远镜系统示意图

)

（三）具有透镜转像系统的望远镜

一个具有双镜组转像系统的望远镜的外形尺寸（均以mm为单位）。已知：望远镜的放大率Γ=6，视场角2ω=8°，镜管长度L要求为600+2×（学号最后2位）mm，出瞳直径Dˊ=4mm，轴外光束可有50%的渐晕，转像透镜的通光口径与物镜的像面直径相等。设lz=-100mm。

2、计算物镜、场镜、转像透镜、目镜的焦距

3、计算物镜、场镜、转像透镜、目镜的通光口径；视场光阑、入瞳直径

4、出瞳距、像方视场角；转像双镜的间隔d。