消色差显微物镜的设计.pdf

Chapter 6 6.1 消色差显微物镜的设计 设计一个消色差显微物镜，光学特性要求如下：b 4 , NA 0.12 ，共轭距 L 190mm 。 6.1.1 求物镜的焦距、物距和像距 根据 b f 2 L (1 b ) 设计要求共轭距为190mm ，考虑到透镜组有一定主面间隔，我们取L 185mm ， (4) b 4 代入上式得 f 2 185 29.6mm [1 (4)] 物距l 和像距l 分别为： 1 1 l f (1 ) 29.6 (1 ) 37mm b 4 l b gl 4 (37) 148mm 设计显微物镜时，通常按反向光路进行设计。因为进行系统的像差计算时，物距l 是固定的，在修改系统结构时，透镜的主面位置可能发生改变，上面计算出来的物平 面到主面的距离随之改变，当按正向光路计算像差时，由于| b | 1，轴向放大率则更大 （a b 2 ）。因此共轭距和物镜的倍率将产生大的改变，偏离了物镜的光学特性要求。 如果按反向光路计算，对应的垂轴放大率| b | 1 ，轴向放大率则更小，这样就能使共轭 距和倍率变化很小。反向光路对系统的光学特性要求为： 1 0 . 1 2 l 1 4 8 m m , l 3 7 , b 0 .2 5 , s in U 0 .0 3 4 4 6.1.2 原始系统结构参数的初级像差求解 （1）根据像差要求，求出P,W,C 由于显微镜的物镜和目镜都要互换使用，因此设计显微镜的物镜和目镜时，一般都 不考虑它们之间像差的相互补偿，而采取分别独立校正，所以要求物镜的球差，正弦 差和轴向色差都等于零，即要求 S S S 0 C 根据薄透镜系统的初级相差公式，对单个薄透镜系统有 S hP 0 S h P JW 0 z 2 S h C 0 C 由以上3 个方程式很容易看到P,W,C 的解为：P W C 0 ___ ___ ___ （2 ）将P,W,C 归化成P , W , C 首先对hj 进行归化， ___ P ___ W ___