光学课程设计报告
姓名
学号
学院仪器科学光电信息工程学院
班级光信2班
指导老师
f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403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
f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026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。
f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
f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
f通过该系统信息图可知ImageSpaceNA是004483145这就是所需匹配目镜的物间空间NA
f目镜
一、目镜系统选择
1、目镜要求
放大率19
物空间NA004483145
目镜焦距13158mm
根据目镜目标参数选择镜头型号规格如图所示
输入到ZEMAX表格中。
2、优化过程
注意PARAXIAL的最后要设为23mm眼睛镜头到像面视网膜面的最适距离。各曲率半径设为变量玻璃镜头设为替换进行自动优化和锤形优化。默认目标函数改为EFFL13158。优化过程中镜头要反转反复的调节backfoalle
gth使它接近目镜的EFFL
二、目镜优化分析
f优化后的目镜结构SPT图
fMTF图
组合一、组合状态
合并后数据如下
f光路结构图如下
调节物像高度使中间像高直径大于6mm
二、像质评价
组合镜头SPT图
f对SPT图数据分析
73近轴放大率12730682221468199321923932大约等于37。该显微镜总放大率是619114艾里斑满足要求。
组合系统信息
f心得体会
通过ZEMAX的学习觉得这款软件挺难学的操作比较复杂。单个镜头设计或许还好但是组合起来挺麻烦的同时考虑2个镜头数值孔径匹配。还有数据分析计算什么样的优化结果才符合要求。我不知道我的显微镜实际做出来效果怎么样。2个星期的学习我真的花了很长时间去做牺牲了很多休息时间但我觉得还是值得的同时我也得到老师和同学的帮助我要感谢他们的帮助和指导。
通过这次设计还是收获颇多r