光學(xué)設(shè)計(jì)緒論

1、光學(xué)設(shè)計(jì)光學(xué)設(shè)計(jì)教程第一章 緒論1.1光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展概況1.2光學(xué)設(shè)計(jì)的具體過程和步驟1.3儀器對光學(xué)系統(tǒng)性能與質(zhì)量的要求11.1光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展概況光學(xué)設(shè)計(jì)概念光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)像差設(shè)計(jì)光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21.1.1、光學(xué)設(shè)計(jì)概念這一階段是根據(jù)儀器總體的技術(shù)要求（性能指標(biāo)、外形體積、重量以及有關(guān)技術(shù)條件），從儀器的總體（光學(xué)、機(jī)械、電路及計(jì)算技術(shù)）出發(fā)，擬定出光學(xué)系統(tǒng)的原理圖，并初步計(jì)算系統(tǒng)的外形尺寸以及系統(tǒng)中個(gè)部分要求的光學(xué)特性等。1、初步設(shè)計(jì)2、像差設(shè)計(jì)根據(jù)初步設(shè)計(jì)的結(jié)果，確定每個(gè)透鏡組的具體機(jī)構(gòu)參數(shù)（半徑、厚度、間隔和材料），以保證滿足系統(tǒng)光學(xué)特性和成像質(zhì)量的要求。31.1.2、光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)

2、展光路計(jì)算是指對于不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的光學(xué)系統(tǒng)，由同一物點(diǎn)發(fā)出的光線，按照折射、反射定律，用數(shù)學(xué)方法計(jì)算若干條光線，然后根據(jù)光線通過系統(tǒng)后的成像質(zhì)量或者是像差情況來修改結(jié)構(gòu)參數(shù)，重復(fù)上述計(jì)算，直到成像質(zhì)量滿足要求為止。光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展人工設(shè)計(jì)光路計(jì)算（像差計(jì)算）計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)自動(dòng)設(shè)計(jì)就是讓計(jì)算機(jī)代替人工來做像差分析和自動(dòng)修改結(jié)構(gòu)參數(shù)的工作。41、制定合理的技術(shù)參數(shù)使用要求：環(huán)境條件技術(shù)參數(shù)2、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和布局成功的前提條件理想光學(xué)理論公式光學(xué)實(shí)現(xiàn)原理方案外形尺寸放大倍率線（角）視場或焦距數(shù)值孔徑（相對孔徑）共軛距后工作距光闌位置外形尺寸3、光組的設(shè)計(jì)選型確定初始結(jié)構(gòu)參數(shù)像差校正1.2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、的具體過程及步驟51)、選型光組為單位（一對物像共軛面之間所有的光學(xué)零件）設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)目鏡物鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)顯微系統(tǒng)照相攝影系統(tǒng)孔徑視場焦距3、光組的設(shè)計(jì)6所求結(jié)構(gòu)2)、初始結(jié)構(gòu)計(jì)算和選擇A、解析法初級像差理論外形尺寸曲率半徑、厚度、間隔、玻璃折射率和色散B、縮放法性能相近的結(jié)構(gòu)查手冊整體縮放系數(shù) K3、光組的設(shè)計(jì)像差分析優(yōu)化平衡3)、像差校正、平衡、像質(zhì)評價(jià)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和像差自動(dòng)校正程序（Oslo，tracepro，ZEMAX，Code等）質(zhì)量目標(biāo)74、長光路的拼接與統(tǒng)算判據(jù)：像差評價(jià)光組的位置光組的結(jié)構(gòu)質(zhì)量目標(biāo)光學(xué)設(shè)計(jì)步驟系統(tǒng)選型分配元件光焦度和間隔初級像差校正減小殘余像差(高級)1.2光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體過程及步驟81.3.1 光學(xué)系統(tǒng)的基本特性1.3 儀器對光學(xué)系統(tǒng)性能與質(zhì)量的要求1.3.2 光學(xué)系統(tǒng)的外形尺寸1.3.3 成像質(zhì)量 成像質(zhì)量和光學(xué)系統(tǒng)的用途有關(guān)，不同的光學(xué)系統(tǒng)按其用途可提出不同的成像質(zhì)量要求。1.3.4