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光學鍍膜系統(tǒng)設(shè)計方針分析

更新時間:2016-11-26      瀏覽次數(shù):2248
   任何一種光學儀器的用途和使用條件必然會對它的光學系統(tǒng)提出一定的要求,因此,在我們進行光學設(shè)計之前一定要了解對光學鍍膜系統(tǒng)的要求。這些要求概括起來有以下幾個方面。
  一、 光學系統(tǒng)的基本特性:
  數(shù)值孔徑或相對孔徑;線視場或視場角;系統(tǒng)的放大率或焦距。此外還有與這些基本特性有關(guān)的一些特性參數(shù),如光瞳的大小和位置、后工作距離、共軛距等。
  二、 系統(tǒng)的外形尺寸:
  光學鍍膜系統(tǒng)的外形尺寸,即系統(tǒng)的橫向尺寸和縱向尺寸。在設(shè)計多光組的復雜光學系統(tǒng)時,外形尺寸計算以及各光組之間光瞳的銜接都是很重要的。
  三、 成象質(zhì)量:
  成象質(zhì)量的要求和光學系統(tǒng)的用途有關(guān)。不同的光學系統(tǒng)按其用途可提出不同的成象質(zhì)量要求。對于望遠系統(tǒng)和一般的顯微鏡只要求中心視場有較好的成象質(zhì)量;對于照相物鏡要求整個視場都要有較好的成象質(zhì)量。
  四、 儀器的使用條件:
  在對光學鍍膜系統(tǒng)提出使用要求時,一定要考慮在技術(shù)上和物理上實現(xiàn)的可能性。如生物顯微鏡的放大率Г要滿足500NA≤Г≤1000NA 條件,望遠鏡的視覺放大率一定要把望遠系統(tǒng)的極限分辨率和眼睛的極限分辨率一起來考慮。
  五、光學鍍膜系統(tǒng)設(shè)計過程:
  所謂光學系統(tǒng)設(shè)計就是根據(jù)使用條件,來決定滿足使用要求的各種數(shù)據(jù),即決定光學系統(tǒng)的性能參數(shù)、外形尺寸和各光組的結(jié)構(gòu)等。因此我們可以把光學設(shè)計過程分為4 個階段:外形尺寸計算、初始結(jié)構(gòu)計算、象差校正和平衡以及象質(zhì)評價。
  六、光學鍍膜系統(tǒng)外形尺寸計算:
  在這個階段里要設(shè)計擬定出光學系統(tǒng)原理圖,確定基本光學特性,使?jié)M足給定的技術(shù)要求,即確定放大倍率或焦距、線視場或角視視場、數(shù)值孔徑或相對孔徑、共軛距、后工作距離光闌位置和外形尺寸等。因此,常把這個階段稱為外形尺寸計算。一般都按理想光學系統(tǒng)的理論和計算公式進行外形尺寸計算。在計算時一定要考慮機械結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng),以防止在機構(gòu)結(jié)構(gòu)上無法實現(xiàn)。每項性能的確定一定要合理,過高要求會使設(shè)計結(jié)果復雜造成浪費,過低要求會使設(shè)計不符合要求,因此這一步驟慎重行事。
  七、光學鍍膜系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的計算和選擇
  初始結(jié)構(gòu)的確定常用以下兩種方法:
  1、根據(jù)初級象差理論求解初始結(jié)構(gòu)
  這種求解初始結(jié)構(gòu)的方法就是根據(jù)外形尺寸計算得到的基本特性,利用初級象差理論來求解滿足成象質(zhì)量要求的初始結(jié)構(gòu)。
  2、從已有的資料中選擇初始結(jié)構(gòu)
  這是一種比較實用又容易獲得成功的方法。因此它被很多光學設(shè)計者廣泛采用。但其要求設(shè)計者對光學理論有深刻了解,并有豐富的設(shè)計經(jīng)驗,只有這樣才能從類型繁多的結(jié)構(gòu)中挑選出簡單而又合乎要求的初始結(jié)構(gòu)。初始結(jié)構(gòu)的選擇是透鏡設(shè)計的基礎(chǔ),選型是否合適關(guān)系到以后的設(shè)計是否成功。一個不好的初始結(jié)構(gòu),再好的自動設(shè)計程序和有經(jīng)驗的設(shè)計者也無法使設(shè)計獲得成功。
  3、較高的分辨率,根據(jù)光電器件的PIXEL 的大小,一般數(shù)位鏡頭光學設(shè)計要達到1/(2*PIXEL)線對。
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