所谓光学体系规划便是依据运用条件,来决议满意运用要求的各种数据,即决议光学体系的性能参数、外形尺寸和各光组的结构等。

因而我们能够把光学规划进程分为4个阶段:外形尺寸核算、初始结构核算、象差校对和平衡以及象质点评。

    一、外形尺寸核算

    在这个阶段里要规划拟定出光学体系原理图,确认基本光学特性,使满意给定的技术要求,即确认放大倍率或焦距、线视场或角视视场、数值孔径或相对孔径、共轭距、后工作间隔光阑方位和外形尺寸等。因而,常把这个阶段称为外形尺寸核算。

    一般都按理想光学体系的理论和核算公式进行外形尺寸核算。在核算时一定要考虑机械结构和电气体系,以防止在机构结构上无法完成。每项性能的确认一定要合理,过高要求会使规划成果杂乱形成糟蹋,过低要求会使规划不符合要求,因而这一进程慎重行事。

    二、初始结构的核算

    初始结构的核算和挑选、初始结构的确认常用以下两种办法:

    1.依据初级象差理论求解初始结构这种求解初始结构的办法便是依据外形尺寸核算得到的基本特性,运用初级象差理论来求解满意成象质量要求的初始结构。

    2.从已有的材料中挑选初始结构

    这是一种比较有用又容易获得成功的办法。因而它被许多光学规划者广泛采用。但其要求规划者对光学理论有深刻了解,并有丰厚的规划经验,只要这样才能从类型繁复的结构中挑选出简单而又符合要求的初始结构。初始结构的挑选是透镜规划的基础,选型是否适宜联系到以后的规划是否成功。一个不好的初始结构,再好的主动规划程序和有经验的规划者也无法使规划获得成功。

    三、象差校对和平衡

    初始结构选好后,要在核算机上用光学核算程序进行光路核算,算出悉数象差及各种象差曲线。从象差数据剖析就能够找出主要是哪些象差影响光学体系的成象质量,从而找出改进的办法,开端进行象差校对。象差剖析及平衡是一个反复进行的进程,直到满意成象质量要求为止。

    四、象质点评

    光学体系的成象质量与象差的巨细有关,光学规划的意图便是要对光学体系的象差给予校对。可是任何光学体系都不可能也没有必要把一切象差都校对到零,必定有剩下象差的存在,剩下象差巨细不同,成象质量也就不同。因而光学规划者有必要对各种光学体系的剩下象差的允许值和象差公役有所了解,以便依据剩下象差的巨细判别光学体系的成象质量。

    点评光学体系的成象质量的办法许多,下面简单介绍一下象质点评的办法。

    1.瑞利判别

    实践波面与理想波面之间的最大波象差不超越1/4波长。其是一种较为严厉的象质点评办法,适用于小象差体系如:望远镜、显微物镜等。

    2.分辩率

    分辩率是反映光学体系分辩物体细节的能力。当一个点的衍射图中心与另一个点的衍射图的第一暗环重合时,正好是这两个点刚能分隔的界限。

    3.点列图

    由一点发出的许多光线经光学体系以后,因为象差,使其与象面的交点不现集中于同一点,而形成一个分布在一定范围内的弥散图形,称之为点列图。通常用集中30%以上的点或光线的圆形区域为其实践有用的弥散斑,它的直径的倒数,为体系能分辩的条数。其一般用于点评大象差体系。

    4.光学传递函数

    此办法是基于把物体看作是由各种频率的谱组成的,也便是将物的亮度分布函数打开为傅里叶级数或傅里叶积分。把光学体系看作是线性不变体系,这样,物体经光学体系成象,可视为不同频率的一系列正弦分布线性体系的传递。

    传递的特点是频率不变,但对比度下有所下降,相位发生推移,并截止于某一频率。对比度的降低和位相的推移随频率而异,它们之间的函数联系称为光学传递函数。

    因为光学传递函数与象差有关,故可用来点评光学体系成象质量。它具有客观、牢靠的长处,而且便于核算和丈量,它不仅能用于光学规划成果的点评,还能控制光学体系规划的进程、镜头查验、光学总体规划等各方面。

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