双高斯照相物镜设计报告——李金庭2018E8002061006

分类号 V445 学号 ********

U D C 密级 公 开

工程硕士学位论文

星敏感器光学系统设计

硕士生姓名 赵 超

工程领域 光学工程

研究方向 光电仪器与测控技术

指导教师 伏思华 副教授

协助指导教师 周金鹏 副教授

国防科学技术大学研究生院

二〇一六年十一月

Optical System Design of Star Sensor

Candidate：Zhao Chao

Advisor：Fu Sihua

Assistant advisor：Zhou Jinpeng

A thesis

Submitted in partial fulfillment of the requirements

for the professional degree of Master of Engineering

in Optical Engineering

Graduate School of National University of Defense Technology

Changsha，Hunan，P.R.China

（November，2016）

国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文

第I页 目 录

摘 要 ............................................................................................................................... i

ABSTRACT .................................................................................................................. ii

第一章 绪论 .................................................................................................................. 1

武汉工程大学

课程设计（学年论文）

说明书

课题名称： 照相机物镜的设计

专业班级：

学生学号：

学生姓名：

学生成绩：

指导教师：

课题工作时间： 2011年6月20日 至 2011年7月1日

XXX大学教务处

一、课程设计的任务或学年论文的基本要求

1. 查阅光学设计资料及有关文献，搜集相关数据；据此提出并较好地论述课题的设计方案。

2. 熟悉光学设计的方法，能对光学设计的基本思想和理论有一定的理解。初步培养设计简单光学系统或简单透镜组的能力。

3. 了解计算机辅助光学设计软件ZEMAX的使用。

4. 确定设计方案，输入初始结构参数。

5. 进行优化参数的选择、设定和优化函数的设计；进行优化计算。

6. 绘制光学镜头的结构图，绘制输出相关像质评价的图形和函数。

7. 撰写完整的课程设计报告，包括设计说明书、镜头计算过程及结果汇总、图纸、设计过程评述。

二、进度安排

2011年6月20日 文献搜集与整理

2011年6月21~22日 学习有关光学设计的像差理论

2011年6月23日 方案论证

2011年6月24、27日 学习ZEMAX光学设计软件的使用

2011年6月28~30日 实施设计，输入初始结构参数，利用ZEMAX软件进行优化并分析优化结果。根据优化结果，对光学设计过程进行总结，形成设计说明书。

2011年7月1日 最终成稿，并进行答辩。

三、参考资料或参考文献

《应用光学》，安连生，北京理工大学出版社，2007年9月第三版。

光学课程设计报告

姓名：徐涛

学号：20110259

学院：仪器科学光电信息工程学院

班级：光信2班

指导老师：刘志建

设计任务要求

设计题目：显微镜设计

要求：

目镜: 放大率19倍

物镜： 放大率6倍

共轭距150mm

中间像直径大于6mm

课程要求

熟悉ZEMAX的基本操作

完成《ZEMAX练习内容.docx》内容

按照给定参数，设计显微目镜、物镜，并组合。

完成课程设计报告

物镜

一、物镜系统选择

按照参数，从《光学仪器设计手册-显微物镜.doc》中选取编号4-03号物镜。

该结构有如下特征：

1、 放大率为-5，接近目标值-6。

2、 采用对称结构，可以有效降低加工难度和成本。

物镜镜头如图：

将该物镜的镜头数据输入到新建LDE表格中。

根据条件，系统物面空间NA设为0.26，便于目镜的选择制作。

视场数据选用如图所示：

二、物镜优化分析

先把各个面曲率半径设为可变，确定默认优化函数PMAG为6倍后开始优化。物镜镜头共轭距改为150mm，要进行镜头缩放。

1、优化结果分析

镜头结构：

物镜数据优化表格：

该物镜镜头同时替换了玻璃，进行了锤形优化使镜头SPT图显示更好。

SPT图：

通过数据可以看出，优化结果还可以。

我们还可以从多个图分析该镜头的优化程度，接下来呈现多个优化结果。

MTF图：

系统信息图：

通过该系统信息图可知Image Space NA 是0.04483145，这就是所需匹配目镜的物间空间NA，

目镜

一、目镜系统选择

1、目镜要求：

放大率 19

物空间NA 0.04483145

目镜焦距 13.158mm

2.要求设计一个周视瞄准镜的双胶合望远物镜（加棱镜），技术要求如下：

设计过程：

1.求h，hz，J

1006.14365.7148.01'''4365.7)tan(''0621.335/5tan58.12'/'tan148.0502/tan8.147.34'/tan'/'tanyunJmmwfymmhhmmhfhuDummDDDDufhuzzo入入出入 2.计算平行玻璃板的像差和数S1、S2、S3

平行板入射光束的有关参数为：

5912.0,0875.0)5tan(,148.0uuuuzz

根据已知条件，平行玻璃板本身参数为：

64.11.5163,n31mm,d

则平行平板的初级像差为：

3.列出初级像差方程式求解双胶合物镜的CWP,,

根据整个系统物镜的像差要求：

mmLSCmmLFCmm05.0,001.0,1.0'''

系统的像差和数为：

0010952.000220.0)(2200438.02S'2'''3''''''''2''''1FCmsmLunSySCunkunSLun

由于S系统=S物镜+S棱镜，双胶合物镜的像差和数为：

0.00128480.00238-0.001095S-0.0010750.003275-0.0022S0.001160.00554-0.00438SC

① 列出初级像差方程，求P,W,C 00238.0n1-n-dS0.0032765/u)(uSS00554.0n1-S223z124321udun00000812.0001285.000123.0001075.00000922.00016.058.1223CChSWJWPhSPPhPSz

② 由P,W,C,求CWP,,