基于zemax的反射式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計_-文庫吧
2025-05-12 22:33 本頁面
【正文】 ................................................................................................. 21 4. 參考與鳴謝 .................................................................................................................................. 21 5. 附錄 .............................................................................................................................................. 22 基于 zemax的反射式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 By bwzong 1. 球面和非球面 球面只用一個參數(shù)即表面半徑（或曲率）來定義。球面折射強烈，球差明顯。 若使表面形狀自光軸向外越來越平坦，則可以逐漸減小折射角，最終使所有光線會聚到同一焦點。 對比 ：球面邊緣較陡，非球面平坦，可校正球差（主要應(yīng)用）。 非球面不能只用一個曲率來定義，因其局部曲率在其表面范圍內(nèi)變化，常用解析公式描述，有時也用表面內(nèi)坐標點的矢高表示。最普遍形式是旋轉(zhuǎn)對稱的非球 面，矢高為： ? ?2 2221 1 1 iicrz a rk c r??? ? ? ?， 其中， c 為頂點處基本曲率， k為圓錐曲線常數(shù)， r 為垂直光軸方向的徑向坐標； 2iiar 為非球面的高次項。 圓錐曲線常數(shù) k 表面類型 0 球面 K1 雙曲面 K=1 拋物面 1k0 橢球面 k0 扁橢球面 當非球面非旋轉(zhuǎn)對稱時，將其表示成 雙錐形表面 形式或 變形非球面 形式。雙錐形表面有沿正交方向的 兩個基本曲率和兩個圓錐曲線常數(shù) ；變形非球面在兩個正交方向上還附加高次項。 非球面的另一個形式是 超環(huán)面 （即復(fù)曲面），超環(huán)面具有環(huán)形面包圈的形狀。 當非球面的高次項為 0，非球面采用旋轉(zhuǎn)對稱的圓錐曲面橫截面形式，其性質(zhì)： 基于 zemax的反射式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 By bwzong A. 不論反射面還是折射面，圓錐曲面對于一組特定的共軛點無球差。如果目標位于表面的曲率中心，球面成無像差的幾何完善像。 B. 橢球面對位于 表面同側(cè) 的一對實像共軛點成無像差的像。 C. 雙曲面對位于 表面兩側(cè) 的一對共軛點成無像差的像。 D. 拋物面反射鏡 對 無限遠 的 軸上物點 成 完善的點像 。故：拋物面反射鏡（有時和 雙曲面 反射鏡結(jié)合）廣泛應(yīng)用于天文光學(xué)系統(tǒng)。 E. 當物點從無像差的 共軛點沿軸移動 時，將引入 球差 。當物點沿 垂直光軸 方向 橫向移動 時， 慧差、像散、場曲 等會使得像模糊。 2. 典型的反射系統(tǒng) 下面以發(fā)展演化的角度簡單介紹幾種類卡式系統(tǒng)。 1. Newton 拋物面 平面 2. Classical Cassegrain 拋物面 雙曲面 3. RitcheyChretien 雙曲面雙曲面 4. Gregory 凹的拋物面 凹的橢球面 5. MaksutovCassegrain 彎月透鏡球面 球面主反射 6. SchmitCassegrain 施密特校正器 面型任意 7. Schmidtmeniscus Cassegrain 施密特校正器 +彎月透鏡 球面 球面 8. DallKirkham 橢圓面 球面 9. HoughtonCassegrain 雙凸透鏡 +雙凹透鏡 球面 球面 10. ManginCassegrain 多個球面透鏡 球面 球面 11. PressmannCamichel 球面 橢圓面 12. Schiefspiegler 斜反射離軸 基于 zemax的反射式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 By bwzong 13. Threemirror Cassegrain 牛頓望遠鏡（拋物面鏡） 單個拋物面鏡對 軸向無限遠 目標的 球差為 0，但受到 軸外慧差 的限制。故：需要借助傾斜的平面折疊反射鏡將光反射到側(cè)面。 %起初，由于加工工藝，采用的是球面凹面鏡 % 牛頓系統(tǒng)極好地 消除了色差 ， 但是 球差及軸外慧差 嚴重 ， 所以 視場很 小 。 為了消除球差 ,主物鏡可用拋物面凹面鏡代替 ， 但 慧差
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