应用光学课程设计 - 学生.ppt

* * * * * 光学系统外形尺寸计算 在初步设计中不考虑系统的像差，根据理想光学系统公式进行计算。同时，由于初步设计的各个透镜组的具体结构尚未确定，因而每个透镜组物方主平面和像方主平面之间的距离无从得知。所以在计算中一律假定物方主平面和像方主平面重合，如图所示 三、要求 两周完成 论文撰写要求语句通顺，叙述清楚，图文并茂，美观大方 引用文献应标明出处 以A4纸打印上交 四、参考资料： 教材：应用光学，李林，北京理工大学出版社 应用光学(英文版)，李林，北京理工大学出版社 现代光学设计方法，李林，北京理工大学出版社 光学设计手册，李林，北京理工大学出版社 五、第三周周五由各班班长收齐报告，交到信息楼2021黄一帆老师房间 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 应用光学课程设计 北京理工大学光电学院 李林，黄一帆 010李林 黄一帆光学设计基本介绍 棱镜转动定理的学习 综合运用应用光学课程内容，进行周视瞄准镜外形尺寸计算，学会典型光学仪器初步设计的一般方法； 火炮周视瞄准镜初步设计 应用光学课程设计 火炮周视瞄准镜初步设计 光学设计基本介绍 第一阶段：根据仪器总的技术要求（性能指标，外形体积、重量及有关技术条件），从仪器各部分（光学、机械、电路、计算机控制）出发，拟定光学系统原理图，并初步计算系统的外形尺寸及各部分光学特性（焦距，物距像距，入瞳出瞳位置）等 根据初步设计结构，确定每个透镜组的具体结构参数（半径，厚度，间隔，玻璃材料），保证满足系统成像质量的要求 设计一个光学仪器的光学系统大体分为两个阶段: 初步设计，外形尺寸计算 像差设计，光学设计 望远镜外形尺寸计算 对光学系统的要求: 1. 系统的光学性能和技术条件； 2. 系统的外形、体积和重量； 3. 系统的稳定性、牢固性和便于调整； 4. 对系统成像质量的要求。 光学系统外形尺寸计算的主要内容 1、根据光学特性和外形、体积等要求，拟定光学系统的结构原理图。例如，系统中采用几个透镜组?它们之间的成像关系如何?用什么型式的棱镜系统?各个光学零件位置大体如何安排等等； 2、确定每个透镜组的光学特性，如焦距、相对孔径和视场角等；同时确定各个透镜组的相互间隔； 3、选择系统的成像光束位置，并计算每个透镜的通光口径； 4、根据成像质量和光学特性的要求，选定系统中每个透镜组的型式。 火炮周视瞄准镜初步设计  O1 ? 例如周视瞄准镜：顶部棱镜绕着过O1点垂直于主截面的轴转动，也可以把棱镜绕垂直轴O1O2转动。 O2 棱镜转动定理? 目的：为了扩大仪器的观察范围，常常利用旋转平面 镜和棱镜的方法来改变仪器的光轴方向 另外在装配调整中，利用棱镜的转动来调整系统的光轴方向或成像方向的偏差，即“光轴偏”或“像倾斜”。 研究棱镜转动对象空间方向和位置的影响 ——棱镜转动定理 在物空间不动的条件下，当棱镜绕任意轴转动时，像空间位置和方向的变化。 当棱镜在平行光路中工作时(对应成像物体在无限远)，只需要考虑像的方向；如果在非平行光路中工作(对应位在有限距离的虚物或实物)，则既要考虑像的方向，也要考虑像的位置 为表示棱镜转动方向和位置的单位向量 为P在像空间的共轭像,也是一个单位向量。 θ为棱镜的转角， 符号规则：当对着转轴向量观察时，逆时针为正，顺时针为负。n为棱镜的总反射次数。 棱镜转动定理： “假设物空间不动，棱镜绕P转θ ，则像空间首先绕P′转(-1)n-1θ然后绕P转θ”。 棱镜转动定理： 假设物空间不动，棱镜绕P转，则像空间首先绕P′转 (-1)n-1θ，然后绕P转θ”。 把像空间的转动情况，用先后绕P′和P的两次转动来表示。 有限转动不符合加法交换律，两次转动的顺序不能颠倒。 引入一个代表有限转动的特定符号［θP］。括号内代表转角，它的符号规则如前所述。单位向量P代表转轴的位置和方向。