望远镜实验设计报告

光学设计实验报告 望远镜系统设计 一、实验目的 （1）通过设计实验，加深对已学几何光学、像差理论及光学设计基本知识、一般手段的理解，并能初步运用； （2）介绍光学设计ZEMAX 的基本使用方法，设计实验通过ZEMAX 来实现 二、实验内容及要求 (1) 设计一个8 倍开普勒望远镜的目镜，焦距f’=25mm，出瞳直径D’=4mm，出瞳距>22mm，视场角 2’=25；考虑与物镜的像差补偿，目镜承担轴外像差的校正，物镜承担轴上像差的校正。 （2）设计一个8 倍开普勒望远镜的物镜，其焦距、相对孔径D/f’、视场角、像差补偿要求根据设计（1）的要求来确定，要求给出计算过程。 （3）将上述物镜与目镜组合成开普勒望远镜，要求望远镜的出射光束角像差小约 3’左右。如不符合要求，可结合 ZEMAX 中 parax ial 理想光学面，通过控制视觉放大倍率和组合焦距为无限大（如 f’>100000）等手段。 所有设计中采用可见光（F，d，C）波段。 三、实验设计方案 1、外形尺寸计算 通过“未加入棱镜”的望远镜系统计算出主要的参数： 原理图如下所示： f’1-f2物镜（孔径光阑）视场光阑 目镜出瞳 图１表示了一种常见的望远系统的光路图。这种望远系统没有专门设置的孔径光阑，物镜框就是孔径光阑，也 是入射光瞳。出射光瞳位 于 目镜像方焦点 之 外，观 察 者 就在 此 处 观 察 物体 的成像情 况 。系统的视场光阑设在 物镜的像平 面处 ，即物镜和目镜的公 共 焦点 处 。入射窗 和出射窗 分 别 位 于 系统的物方和像方的无限远，各 与物平 面和像平 面重 合。 1）求物镜的焦距 根据开普勒望远镜的结构 和视角放大率公 式 ，可得 方程组 ''2'1lzffL '2'1ff ，，因为825'2mmf mm2472225200200'1Lmmf，镜筒长度求解可得 2)求物镜的通光口径D1 出瞳直径mm4D' ，物镜的通光口径mmDD32'11 3）求物镜的视场角2ω 74.132252,tantan''，代入数据解得。 4）求视场光阑直径D2 mm847.011587.1tan2002tanf2'12。视场光阑直径D 5）镜目距lz’。利用牛顿公式可求得镜目距lz’ mmLffff125.28l'1'22'2'z 6)目镜的口径D2 mm7.4165.12tan125.2824tanl2'''12。zDD 7）求目镜的视度调节 mmf125.310005x2'2 8）望远镜的分辨率 5.760 ''  9）入瞳距lz 由于入瞳位置与物镜重合，所...