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应用光学课程设计 ——10倍观察镜 设计题目要求：10倍观察镜 全视场： 出瞳直径： 镜目距： 分辨率： 渐晕系数 ： 棱镜的出射面与分划板之间的距离： 棱镜类型：屋脊棱镜 。 目镜的计算 目镜是非常重要的一个组成部分，但目镜本身一般并不需要设计，当系统需要使用目镜时，只要根据技术要求进行相应类型的选取即可。 首先根据已知条件计算出 2、根据目镜的视场角及岀瞳直径D′=5mm确定选用目镜2-35，如图1所示。 图1 目镜2-35结构 此外设计手册中还提供有相关的结构数据参数表1及主要的系统数据： 表1 目镜2-35主要参数 从图1中我们不难发现该目镜的出瞳位于整个系统的左侧，而在目镜的实际运用中，出瞳应位于系统的右侧。此种情况相当于将目镜倒置，故而它所给出的我们不能直接加以运用，这里的是指F′与目镜最后一面之间的距离。 3、将手册中所给的目镜倒置，倒置后的新的数据如表2。 表2目镜2-35倒置后主要参数 -33.31 2.5 1.6199 24.91 13.5 1.5163 -24.91 0.2 1 41.72 11.5 1.5163 -21.81 2 1.6199 -108.65 0.2 1 33.31 6 1.5163 108.65 4、利用光线追迹法求得目镜的像方焦点到最后一个透镜平面顶点的距离Sf‘ ,根据公式追迹结果是：设定的初始高度为h＝1 1 2 3 4 l -89.5445 -81.6501 463.642 u 0 -0.0114884 -0.0150949 0 l’ -87.0445 -68.1501 -463.842 104.341 u’ -0.0114884 -0.0150949 00.0118072 i -0.030021 0.0527859 -0.0343833 0.0268724 i’ -0.0185326 0.0563924 -0.0521354 0.0177223 h 1 1.02872 1.2325 1.23197 5 6 7 8 l 92.8407 137.862 57.088 39.9253 u 0.0118072 00.0188611 0.0234455 l’ 139.862 57.288 45.9253 23.4026 u’ 00.0188611 0.0234455 0.0399985 i -0.062068 -0.0177826 0.0134638 -0.0320609 i’ -0.0580985 -0.028806 0-0.048614 h 1.09619 1.08051 1.07674 0.936068 得出：Sf‘=23.4026mm 5、计算出瞳距P′,观察镜的简单结构如图3所示 图3 10×观察镜结构简图 图中 公式中的 ， 分别是指计算出瞳位置时的物距和像距。则根据牛顿公式 有： 于是： 可见 所以需在物镜的像方焦点处放一场镜。已满足！ 二、计算场镜 1、计算场镜焦距。 根据 对目镜用牛顿公式： 其中 由以上四式可求得 2、计算场镜直径 3、场镜材料选用K，其折射率为1.51mm，阿贝数为6，其后表面为平面，即半径无穷大，厚度取为3mm，那么根据焦距692.44，计算出前表面的曲率半径r。有单透镜的焦距公式可以算出来： 满足要求。 三、确定物镜： 1、根据目镜的焦距，求取物镜的焦距： 所以 2、物镜的视场 3、物镜的通光口径可由： 物镜的通光口径。 4、求取物镜的相对口径 物镜的相对口径为0.2。由于系统的视场不大，相对口径也不大，故可以选择双胶合物镜。双胶合物镜的结构形式如图4所示： 图4双胶合物镜结构形式 对于物镜来说，首先要消的色差，根据以下的公式可以算出双胶合物镜的两片透镜的光焦度： 双胶合物镜选择冕牌Ｋ9ＦＫ９64.1。火石Ｆ5的折射率n=1.62435，色散系数为35.9。根据上面两个公式可以计算得到： ，。 设前面正透镜为等凸透镜，中间厚度为6mm，负透镜的厚度设为