光學(xué)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-09-01 02:00 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PW形式初級(jí)像差系數(shù) ? ?? ?? ?? ??????????????uiiiWuiiiniP二、 從已有資料中選擇初始結(jié)構(gòu)的方法 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)出很多性能優(yōu)良的各種光學(xué)系統(tǒng)，并把這些資料載入技術(shù)檔案和專利文獻(xiàn)中。有些光學(xué)設(shè)計(jì)手冊(cè)也專門收集了有關(guān)設(shè)計(jì)資料。如能從這些專利文獻(xiàn)中選擇一些光學(xué)特性與所設(shè)計(jì)的物鏡盡可能接近的結(jié)構(gòu)做為初始結(jié)構(gòu)，不但會(huì)給設(shè)計(jì)者節(jié)省好多時(shí)間，而且也容易獲得成功。尤其是，設(shè)計(jì)高性能的復(fù)雜物鏡時(shí)，一般都從專利文獻(xiàn)中選擇初始結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)步驟： 一、物鏡選型 在光學(xué)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)完成以后，應(yīng)根據(jù)計(jì)算的光學(xué)特性，選擇鏡頭的結(jié)構(gòu)型式，確定其結(jié)構(gòu)參數(shù) r、 n、 d。 二、縮放焦距 結(jié)構(gòu)選型選好后，它的焦距不一定完全符合設(shè)計(jì)要求，因此必須縮放焦距。 三、更換玻璃 在國(guó)外的專利文獻(xiàn)中，物鏡選用的玻璃牌號(hào)與國(guó)產(chǎn)牌號(hào)很多是不相符的，尤其是一些高性能的物鏡多數(shù)采用高折射率的玻璃。這些玻璃價(jià)格昂貴，加工性能差，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下盡量少選用這些玻璃，因此必須對(duì)已有的結(jié)構(gòu)更換玻璃。 為了保持色差不變（或變化很?。?，更換玻璃時(shí)，應(yīng)盡量選用色散（或阿貝常數(shù)）接近的玻璃。另：若選擇的初始結(jié)構(gòu)單色像差很好，而色差不好，也可用更換玻璃的方法校正色差。 四、估算高級(jí)像差 在選擇已有結(jié)構(gòu)時(shí)，往往有很多光學(xué)特性相近的結(jié)構(gòu)供我們選擇，這要由結(jié)構(gòu)的高級(jí)像差來(lái)決定，應(yīng)該選高級(jí)像差小的那個(gè)結(jié)構(gòu)作為初始結(jié)構(gòu)。由像差理論可知，當(dāng)系統(tǒng)的邊緣孔徑或視場(chǎng)校正了像差以后，在系統(tǒng)各帶區(qū)孔徑或帶區(qū)視場(chǎng)有最大剩余像差，它的大小完全由高級(jí)像差決定。因此我們可以用剩余像差大小來(lái)估算高級(jí)像差。 五、檢查邊界條件 在進(jìn)行像差校正之前一定要檢查邊界條件，因?yàn)榻?jīng)過(guò)縮放以后的結(jié)構(gòu)往往會(huì)出現(xiàn)透鏡中心厚度變薄邊緣變尖的情況，在設(shè)計(jì)時(shí)要隨時(shí)檢查，以免浪費(fèi)時(shí)間。對(duì)于正透鏡要檢查邊緣厚度是否變尖；對(duì)于負(fù)透鏡要檢查中心厚度是否太薄。此外還應(yīng)注意工作距是否滿足要求。邊界條件滿足后再開(kāi)始像差校正就不會(huì)出問(wèn)題了。 167。 4 像差校正與平衡 結(jié)構(gòu)參數(shù)的輸入 入瞳的輸入 視場(chǎng)的輸入 波長(zhǎng)的輸入 二維圖 光線光路計(jì)算數(shù)據(jù) 光線像差 光程差 MTF 點(diǎn)列圖 167。 ① 評(píng)價(jià)觀點(diǎn) ? 幾何光學(xué)觀點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單 方法近似 ? 點(diǎn)象的能量分布觀點(diǎn) ? 物理光學(xué)觀點(diǎn)：波差原理，方法較繁雜 一、概述 ② 常用方法（理論分析、計(jì)算） ? 瑞利判斷 高質(zhì)量的小象差系統(tǒng)，一種切實(shí)可行的評(píng)價(jià)方法 ? 點(diǎn)列圖 適合大象差系統(tǒng)，主要是攝影物鏡 ? 分辨率 ： 比較適合大象差系統(tǒng) ? 傳遞函數(shù)（ MTF） 對(duì)于大象差系統(tǒng)，無(wú)論是高對(duì)比或是低對(duì)比都是適合的，是一種非常積極的方法，并且與檢驗(yàn)方法配合很好。 mmlp /? 目視分辨率板 方法簡(jiǎn)單，意義明確，其對(duì)細(xì)節(jié)分辨率有定量的表示，但對(duì)于較粗線條的成像質(zhì)量不能作定量評(píng)價(jià)。 ③ 檢驗(yàn)方法（測(cè)試） 有時(shí)兩個(gè)物鏡分辨率一樣，但其粗線條的明晰程度可能不一樣。 但是分辨率是反映不出來(lái)的 ∴ 往往看 “ 象質(zhì) ” 補(bǔ)償（主觀性） ???一個(gè)質(zhì)量較差一個(gè)質(zhì)量較好實(shí)際上?????帶不帶顏色
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