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雙膠合透鏡初始設計
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雙膠合透鏡初始設計
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雙膠合
透鏡
是
光學
系統(tǒng)
中不可或缺的基本光學零件之一。對于一個新設計的
光學系統(tǒng)
,首先根據性能要求對其進行外形尺寸計算,然后就得開始對各光學零部件進行初級像差設計,求解每個零部件的
、C的分配值,最后根據對各個零部件的
、C要求值進行設計計算該零部件的光學
參數
(表面半徑R、表面間隔D以及其玻璃
材料
)。這一整套過程就是光學系統(tǒng)的“初始結構設計”。有了系統(tǒng)的初始結構參數才能開始根據對系統(tǒng)的
成像
質量要求進行系統(tǒng)結構
優(yōu)化
計算,最后獲得一個滿足使用要求的系統(tǒng)結果。
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!5,C"r
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圖1.單透鏡初始數據
qda 2
在對系統(tǒng)零部件根據
、C求解初始結構參數時,首先還要根據其
、C的負擔選取零部件結構形式,比如是單透鏡,還是膠合透鏡,還是多片復合透鏡。總之,最后都落實到單透鏡或雙膠合透鏡上,對于消色差系統(tǒng),特別多的還是雙膠合透鏡上。因此,雙膠合透鏡的設計計算在光學系統(tǒng)初始結構設計過程中十分重要。
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雙膠合透鏡是由兩片不同光學材料的膠合在一起的光學透鏡結構形式。兩片玻璃通常一片是王冕玻璃,另一片是火石玻璃。往往要根據不同光學要求決定使用王冕在前還是火石在前,然后根據這一原則選擇具體玻璃牌號的配對。最后根據配對的兩片玻璃的光學參數計算該玻璃組合的
、C,反復選擇適合的玻璃組合,求取其
、C,看是否滿足系統(tǒng)對其
、C值的要求。這就是經典的
、 求解法。該方法至今適用。
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在本OCAD光學系統(tǒng)自動設計
軟件
中在選擇“單透鏡及膠合透鏡結構設計”菜單時,出現設計窗口如圖2。
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EL,k z8
圖2.雙膠合透鏡初始設計窗體
Sz5t~U=G
在圖1中要求填寫透鏡的
焦距
、孔徑、系統(tǒng)對該透鏡的
、C要求值,再選擇使用玻璃材料的玻璃庫名以及根據系統(tǒng)結構具體情況決定玻璃組合形式是王冕在前還是火石在前。然后是選擇具體玻璃配對。在選擇玻璃配對時有三種方式。
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a. 直接選擇前后組玻璃材料
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如直接選擇前組或后組或前組和后組都直接選擇,只要分別在“前組玻璃”和“后組玻璃”下拉式菜單內選擇“按玻璃牌號”即可直接選擇玻璃材料如圖2。玻璃材料選定后窗體上會出現有該對玻璃組合的滿足設計要求的初始結構參數及對應PW實際計算結果列于表內,同時還顯示透鏡彎曲的PW值變化曲線圖如圖4所示。
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圖3.雙膠合透鏡玻璃選擇窗體
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