光学课程设计--双筒棱镜望远镜设计
光学课程设计 ——望远镜系统
光学课程设计望远镜系统结构设计指导教师：**专业：光信息科学与技术班级：光信息08级1班姓名：学号：********目录第一部分设计背景 (1)第二部分设计目的及意义 (1)第三部分望远镜介绍 (1)3.1望远镜定义 (1)3.2望远镜分类及相应工作原理 (2)第四部分望远镜系统设计 (3)4.1开普勒望远镜 (3)4.2望远镜系统常用参数 (4)4.3外形尺寸计算 (6)4.4伽利略望远镜 (8)4.5物镜组的选取 (9)4.6望远镜像差类型及主要结构 (10)4.7双胶物镜与双分离物镜分析 (12)4.8内调焦望远物镜分析 (14)4.9目镜组的选取 (14)4.10目镜主要像差及分析 (17)4.11棱镜转像系统 (17)4.12转折形式望远镜系统 (18)4.13光学系统初始结构参数计算方法 (18)4.14应用光学系统中的光栅 (20)第五部分设计总结 (21)第六部分参考文献 (21)一．设计背景在现在科学技术中，以典型精密仪器透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部分的大口径光电系统的应用越来越广泛。
如：天文、空间望远镜；地基空间目标探测与识别；激光大气传输、惯性约束聚变装置等等。
其中我国以高功率激光科研和激光核聚变研究为目的的光电系统——“神光二号”，颇具代表。
“神光二号”对于未来的能源危机和我国的军事领域有着重要意义。
二．设计目的及意义运用应用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或远离设计。
了解光学设计中的PW法基本原理。
三．望远镜介绍3.1 望远镜定义望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。
所以，望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。
它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。
根据望远镜原理一般分为三种。
光学课程设计--双筒棱镜望远镜设计-精品
光学课程设计报告目录设计任务与要求 (2)设计步骤 (3)一、外形尺寸计算 (3)二、光学系统选型 (6)三、物镜的设计 (7)1、用PW法计算双胶合物镜初始结构： (7)（1）求h，z h，J (7)（2）求平板像差 (7)（3）求物镜像差 (7)（４）计算Ｐ，Ｗ (7)（５）归一化处理 (8)（６）选玻璃 (8)（７）求形状系数Ｑ (8)（８）求归一化条件下透镜各面的曲率 (9)（９）求薄透镜各面的球面半径 (9)（１０）求厚透镜各面的球面半径 (9)2、物镜像差容限的计算 (10)3、物镜像差校正 (10)4、物镜像差曲线 (13)四、目镜的设计 (13)1、用PW法计算凯涅尔目镜初始结构 (13)（１）接目镜的相关参数计算 (13)（2）场镜的相关参数计算 (15)2、目镜像差容限的计算 (16)3、目镜像差校正 (17)4、目镜像差曲线 (19)五、光瞳衔接与像质评价 (20)1、光瞳衔接 (20)2、像质评价 (21)3、总体设计评价 (21)学习体会 (21)附:零件图与系统图 (23)设计任务与要求设计题目：双筒棱镜望远镜设计设计技术要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm ，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm 。
6、lz ′>8～10mm设计步骤一、外形尺寸计算由入瞳直径30D mm =及相对孔径'1:4Df=，可得：物镜焦距'14120f D mm =⨯=由6Γ=，知：出瞳直径'5DD mm ==Γ目镜焦距''12120206f f mm ===Γ 由物方视场2ω=8，可得：目镜通光口径'''312[()]222.084D D f f tg mm ω=++⨯= 分划板直径'21216.7824D f tg mm =ω=分划板半径28.39122D = 又由：'64tg tg tg ω=Γω=，可得：像方视场'245.5ω=该望远系统采用普罗I 型棱镜转像，普罗I 型棱镜如下图：将普罗I 型棱镜展开，等效为两块平板，如下图：普罗I 型棱镜由设计要求：视场边缘允许50%的渐晕，可利用分划板拦去透镜下部25%的光，利用平板拦去透镜上部的25%的光，这样仅有透镜中间的50%的光能通过望远系统，使像质较好。
光学课程设计望远镜系统结构设计
光学课程设计——望远镜系统结构设计姓名：学号：班级：指导老师：一、设计题目：光学课程设计二、设计目的：运用应用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或原理设计。
了解光学设计中的PW法基本原理。
三、设计原理：光学望远镜是最常用的助视光学仪器，常被组合在其它光学仪器中。
为了观察远处的物体,所用的光学仪器就是望远镜,望远镜的光学系统简称望远系统. 望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。
所以，望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。
它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统.其系统由物镜和目镜组成,当观察远处物体时,物镜的像方焦距和目镜的物方焦距重合,光学间距为零.在观察有限远的物体时,其光学间距是一个不为零的小数量,一般情况下,可以认为望远镜是由光学间距为零的物镜和目镜组成的无焦系统.常见望远镜按结构可简单分为伽利略望远镜，开普勒望远镜，和牛顿式望远镜。
常见的望远镜大多是开普勒结构，既目镜和物镜都是凸透镜（组），这种望远镜结构导致成像是倒立的，所以在中间还有正像系统。
物镜组（入瞳）目镜组视场光阑出瞳1'1ω2'2'ω3 'f物—f目'l z'3上图为开普勒式望远镜，折射式望远镜的一种。
物镜组也为凸透镜形式，但目镜组是凸透镜形式。
为了成正立的像，采用这种设计的某些折射式望远镜，特别是多数双筒望远镜在光路中增加了转像稜镜系统。
此外，几乎所有的折射式天文望远镜的光学系统为开普勒式。
伽利略望远镜是以会聚透镜作为物镜、发散透镜作为目镜的望远镜（会聚透镜的焦距要大于发散透镜的焦距），当远处的物体通远物镜(u>2f ）在物镜后面成一个倒立缩小的实像，而这个象一个要让它成现在发散透镜（目镜）的后面即靠近眼睛这一边，当光线通过发散透镜时，人就能看到一个正立缩小的虚象。
双筒棱镜望远镜设计
双筒棱镜望远镜设计
首先是目镜。
目镜是用于观察天体的光学组件。
它通常由一组透镜组成，可以放大通过物镜收集到的光线。
目镜的放大倍数可以通过更改透镜的焦距来调节。
较高的放大倍数可以提供更详细的天体图像，但对望远镜的稳定性和视野大小要求更高。
接下来是物镜。
物镜是双筒棱镜望远镜的主要光学组件之一、它由两个凸透镜组成，负责收集和聚焦天体的光线。
物镜的焦距确定了望远镜的放大倍数。
较长的焦距提供更大的放大倍数，但也会导致视野更狭窄。
同样，较短的焦距提供更大的视野，但放大倍数较低。
然后是眼镜。
眼镜是用于观察物体的光学组件。
它由一组透镜组成，放置在目镜的后方。
眼镜的作用是调整视野和放大倍数，以提供更舒适的观察体验。
它还可以调节光线的对焦，使图像更清晰。
最后是支撑结构。
支撑结构是望远镜的骨架，用于支撑和固定各个光学组件。
它通常由金属材料制成，以提供良好的稳定性和耐用性。
支撑结构还包括一个可调节的三脚架，以便将望远镜固定在适当的高度上。
除了上述主要组件外，双筒棱镜望远镜还可能包括其他附件，如经纬仪、红点指示器和相机适配器等。
这些附件可以提供更准确的观察定位和更多的应用选择。
总结起来，双筒棱镜望远镜设计非常简单，但其原理和功能强大。
通过优化各个光学组件的参数和选择合适的材料，可以获得高质量的观察体验。
尽管双筒棱镜望远镜在放大倍数和视野之间存在一定的取舍，但它仍是一种广泛使用的望远镜类型，适用于观察各种天体和地面景象。
光学课程设计方案-望远镜系统结构参数设计方案
光学课程设计——望远镜系统结构参数设计一设计背景：在现在科学技术中，以典型精密仪器透镜、反射镜、棱镜等及其组合为关键部分的大口径光电系统的应用越来越广泛。
如：天文、空间望远镜；地基空间目标探测与识别；激光大气传输、惯性约束聚变装置等等……二设计目的及意义（1）、熟悉光学系统的设计原理及方法；（2）、综合应用所学的光学知识，对基本外形尺寸计算，主要考虑像质或相差；（3）、了解和熟悉开普勒望远镜和伽利略望远镜的基本结构及原理，根据所学的光学知识（高斯公式、牛顿公式等）对望远镜的外型尺寸进行基本计算；（4）、通过本次光学课程设计，认识和学习各种光学仪器（显微镜、潜望镜等）的基本测试步骤；三设计任务在运用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或原理设计。
并介绍光学设计中的PW法基本原理。
同时对光学系统中存在的像差进行分析。
四望远镜的介绍1．望远镜系统：望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。
利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。
又称“千里镜”。
望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。
望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫M）粗得多的光束，送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
2．望远镜的一般特性望远镜的光学系统简称望远系统，是由物镜和目镜组成。
当用在观测无限远物体时，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合，光学间隔d＝o。
当月在观测有限距离的物体时，两系统的光学问隔是一个不为零的小数量。
作为一般的研究，可以认为望远镜是由光学问隔为零的物镜和目镜组成的无焦系统。
这样平行光射入望远系统后，仍以平行光射出。
图9—9表示了一种常见的望远系统的光路图。
为了方便，图中的物镜和目镜均用单透镜表示。
这种望远系统没有专门设置孔径光阑，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伤情况。
关于双筒棱镜望远镜设计
关于双筒棱镜望远镜设计双筒棱镜望远镜是一种常见的望远镜设计，在观测天体和观察远处的物体时很常用。
它的设计原理是利用两个平行放置的棱镜将光线反射并聚焦到观察者的眼睛上，提供清晰的放大视野。
双筒棱镜望远镜的核心部件包括目镜、物镜、二次反光镜和棱镜。
物镜是最重要的部件，它主要负责将远处物体的光线聚焦到二次反光镜上。
二次反光镜将光线反射到平行的棱镜上，通过棱镜的反射和折射，光线最终汇集到观察者的眼睛上。
进入观察者的眼睛的光线会在视网膜上形成一个清晰的图像。
由于双筒棱镜望远镜的设计基于双目观察，观察者可以同时观察到两个独立但相互平行的图像。
这种设计的优势是可以提供更真实的立体感和更广阔的视野。
双筒棱镜望远镜的物镜和目镜有不同的焦距，这样可以将物体的光线聚焦到观察者的眼睛上，并放大物体的图像。
不同的物镜可以提供不同的放大倍数和视场角。
通过更换物镜和目镜，观察者可以根据目标的大小和距离选择合适的配件，以获得最佳的观测效果。
在双筒棱镜望远镜中，二次反光镜和棱镜的质量和精确度非常重要。
二次反光镜需要具有高反射率，并且需要被镀上特殊的金属镀层以增强反射效果。
棱镜则需要具有高折射率和准确的角度，以确保光线的正常传输和聚焦。
双筒棱镜望远镜采用双目观察的设计，除了提供更真实的立体感之外，还可以减轻观察者的眼睛疲劳。
当观察者用一个眼睛观察时，另一个眼睛可以放松，这样可以避免长时间的眼睛疲劳和不适。
双筒棱镜望远镜还有一些额外的设计特点，以提高观测体验。
例如，它可以配备调焦机构来调整焦距和清晰度。
此外，还可以安装红点指示器、手机适配器等附件，以便更轻松地找到并记录观测目标。
总的来说，双筒棱镜望远镜是一种广泛应用于天文学、野外观测等领域的望远镜设计。
它通过利用双目观察和精确的光学元件，可以为观察者提供清晰、真实的视野，较少眼睛疲劳的同时也方便使用和操作。
在选择和使用双筒棱镜望远镜时，应着重考虑光学元件的质量和精确度，以确保最佳的观测效果和体验。
棱镜望远镜教案设计意图
棱镜望远镜教案设计意图一、教案设计意图。
本教案旨在通过设计和实施有关棱镜望远镜的教学活动，帮助学生了解和掌握棱镜望远镜的原理、结构和应用，并培养学生的观察、实验和分析能力，激发学生对科学的兴趣和热爱。
二、教学目标。
1. 知识与技能目标。
a. 了解棱镜望远镜的原理和结构。
b. 掌握棱镜望远镜的使用方法和注意事项。
c. 能够进行简单的棱镜望远镜的组装和调试。
d. 掌握使用棱镜望远镜进行天文观测的基本技能。
2. 过程与方法目标。
a. 培养学生的观察、实验和分析能力。
b. 培养学生的合作意识和团队精神。
c. 激发学生对科学的兴趣和热爱。
d. 培养学生的动手能力和实践能力。
3. 情感态度价值观目标。
a. 培养学生对科学的好奇心和求知欲。
b. 培养学生的科学精神和科学态度。
c. 培养学生的创新意识和实践能力。
d. 培养学生的对自然的敬畏和热爱。
三、教学重点和难点。
1. 教学重点。
a. 棱镜望远镜的原理和结构。
b. 棱镜望远镜的使用方法和注意事项。
c. 棱镜望远镜的组装和调试。
d. 使用棱镜望远镜进行天文观测的基本技能。
2. 教学难点。
a. 棱镜望远镜的原理和结构的讲解和理解。
b. 棱镜望远镜的组装和调试的操作技能。
c. 使用棱镜望远镜进行天文观测的技能和方法。
四、教学内容和教学步骤。
1. 教学内容。
a. 棱镜望远镜的原理和结构。
b. 棱镜望远镜的使用方法和注意事项。
c. 棱镜望远镜的组装和调试。
d. 使用棱镜望远镜进行天文观测的基本技能。
2. 教学步骤。
a. 引入。
在教学开始前，教师可以通过展示一些有关天文观测的图片或视频，引起学生对天文观测的兴趣，激发学生的好奇心和求知欲。
b. 理论讲解。
教师通过讲解和演示，向学生介绍棱镜望远镜的原理和结构，让学生了解棱镜望远镜的工作原理和组成结构。
c. 操作演示。
教师向学生演示如何使用棱镜望远镜进行天文观测，包括组装和调试棱镜望远镜、观测天体的方法和注意事项等。
d. 学生实践。
设计题目要求8倍双目望远镜
应用光学课程设计—8 倍双目望远镜设计题目要求：8 倍双目望远镜全视场：62=ω 出瞳直径：mm D 4'= 镜目距：mm p 5.10= 分辨率："6=ϕ 渐晕系数：5.0=K棱镜出射面与分划板距离：mm a 3.26= 棱镜和材料: 保罗1棱镜(k = 4)，材料：K9 目镜：2-28一、目镜的计算目镜是显微系统和望远系统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。
1、在本次设计中所需的目镜的结构形式作为已知条件给出：目镜2-28，查找《光学仪器设计手册》P295，如图1所示。
图1 目镜2-28结构图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： 216.20'=f ， 572=ω，49.4'=f s ，0.5=d 等。
表1 目镜2-28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49.4s '=f 我们不能直接加以运用，这里的's f 是指F ′与目镜最后一面之间的距离。
2、将手册中所给的目镜倒置：由于将目镜倒置，则目镜的数据将发生一定的变化，原来的第一个折射面（∞=1r ）变为第八个面（∞=8r ），原来的第二个折射面（24.252-=r ）变为第七个折射面（24.257=r ）……，以此类推。
值得注意的是：不但折射面的次序发生变化，与此同时其半径的符号也将发生相应的改变，原来为正，则现在为负。
倒置后的新的数据如表2所示。
3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f s ,根据公式;;''''''h r n n nu u n r n n l n l n -=--=-;'';)('''i n n i n n n u u i =--=;;;;'1'1'1'1k k k k k k k k k k k n n u u u d h h d l l ==-=-=++++追迹结果是：设定的初始高度为h ＝1。
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《光路设计》课程设计报告题目：双筒棱镜望远镜设计院（系）：信息科学与工程学院专业班级：光电1202班学生姓名：学号：***********指导教师：20 14 年 12 月 29 日至20 15 年 1 月 9 日目录设计任务与要求 (3)设计步骤 (4)一、外形尺寸计算 (4)二、光学系统选型 (6)三、物镜的设计 (7)1、用PW法计算双胶合物镜初始结构： (7)（1）求h，z h，J (7)（2）求平板像差 (7)（3）求物镜像差 (7)（４）计算Ｐ，Ｗ (8)（５）归一化处理 (8)（６）选玻璃 (8)（７）求形状系数Ｑ (9)（８）求归一化条件下透镜各面的曲率 (9)（９）求薄透镜各面的球面半径 (9)（１０）求厚透镜各面的球面半径 (9)2、物镜像差容限的计算 (10)3、物镜像差校正 (11)4、物镜像差曲线 (13)四、目镜的设计 (14)1、用PW法计算凯涅尔目镜初始结构 (14)（１）接目镜的相关参数计算 (14)（2）场镜的相关参数计算 (15)2、目镜像差容限的计算 (16)3、目镜像差校正 (17)4、目镜像差曲线 (20)五、光瞳衔接与像质评价 (20)1、光瞳衔接 (20)2、像质评价 (21)3、总体设计评价 (21)学习体会 (22)设计任务与要求设计题目：双筒棱镜望远镜设计设计技术要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。
6、lz ′>8～10mm设计步骤一、外形尺寸计算由入瞳直径30D mm =及相对孔径'1:4Df =，可得： 物镜焦距'14120f D mm =⨯=由6Γ=，知：出瞳直径'5DD mm ==Γ目镜焦距''12120206f f mm ===Γ 由物方视场2ω=8，可得：目镜通光口径'''312[()]222.084D D f f tg mm ω=++⨯= 分划板直径'21216.7824D f tg mm =ω=分划板半径28.39122D = 又由：'64tg tg tg ω=Γω=，可得：像方视场'245.5ω=该望远系统采用普罗I 型棱镜转像，普罗I 型棱镜如下图：将普罗I 型棱镜展开，等效为两块平板，如下图：普罗I 型棱镜由设计要求：视场边缘允许50%的渐晕，可利用分划板拦去透镜下部25%的光，利用平板拦去透镜上部的25%的光，这样仅有透镜中间的50%的光能通过望远系统，使像质较好。
在上图中截取平板拦光部分的梯形进行研究，如下图，可得比例关系：7.51208.39127.5120h a--=-其中a 为第二块平板的后表面到 分划板的距离，根据要求，可取 14a mm =。
解得：8.287h mm =由此可得：等效平板厚度216.574D h mm ==所以棱镜展开的实际厚度：33.148L KD mm ==考虑到棱镜的装配，取33.5L mm =因此，等效空气平板厚度33.522.11.5163L d mm n === 考虑到棱镜通光口径有限，因此需考虑到全孔径全视场的光线要能通过棱镜的第一个面（如下图），则物镜到第一个棱镜前表面的最小距离必须满足：8.3912h7.5120棱镜展开图_'1'1/2f c h D f -= 其中_c 为物镜到第一个棱镜前表面的最小距离。
代入数据，得：_8.28712015120c-=解得：_53.7c mm =因为实际物镜到第一个棱镜前表面的距离c 满足：120259.8c a b d mm =---=其中b 为普罗I 型棱镜系统的两棱镜的距离，根据要求，取2b mm = 由_c c >知，设计满足实际棱镜通光口径的限制。
二、光学系统选型根据设计技术要求与外形尺寸计算结果：物镜：'/1:4D f =，28ω=，'120f mm =目镜：'20f mm ='245.5ω=，5D mm =，'8~10z l mm >查阅相关光学手册，可知双胶合物镜与凯涅尔目镜满足设计任务要求。
相关的结构特点，像差特性和光学性能如下：双胶合望远物镜(图1)的特点是结构简单，制造和装配方便，光能损失较小。
玻璃选择得当，可以同时校正球差，正弦差和色差。
当高级球差得到平衡时，胶合面的曲率较大，剩余的带球差偏大。
因而，双胶合物镜只适用于小孔径的使用场合。
常见的孔径如表所示。
考虑到胶合面有脱胶的概率，双胶合物镜的口径不宜过大，最大口径为100mm 。
双胶合物镜能适应的视场角不超过10。
凯涅尔目镜（图2）是在冉斯登目镜基础上发展起来的，它把接目镜改成了双胶镜。
增加一个胶合面变数用来校正倍率色差，且在校正倍率色差的同时可以把场镜和接目镜的间隔进一步减小，从而取得结构缩短，场曲减小的效果。
凯涅尔目镜的成像质量优于冉斯登目镜，它能适用的视场也大于冉斯登目镜。
凯涅尔目镜的光学性能是：视场240~50ω=，相对镜目距''/1/2p f =。
三、物镜的设计1、用PW 法计算双胶合物镜初始结构： （1）求h ，z h ，J入瞳半径152Dh mm == 第二近轴光线在入瞳的入射高度0z h = 拉赫不变量'''1518.3912 1.0489120J nuy n u y ===⨯⨯= （2）求平板像差24310.006096IP n S d u n-=-=-0.003404zIIP IP u S S u=⨯= ()2210.003667IP d n C u n ν-=-=-其中：33.5267d mm =⨯= 1.5163n = 150.125120u == 4180z u π=⨯ （3）求物镜像差图2 凯涅尔目镜的光学结构图1 双胶合物镜的光学结构物镜像差要与平板像差以前校正，因此物镜与平板相应的像差之和应为零：0.006096I IP S S =-= 0.003404II IIP S S =-=- 0.003667I IP C C =-=（４）计算Ｐ，Ｗ由I S hP =，II z S h P JW JW =+=得0.0004064I S P h ==，0.0032453II SW J==- （５）归一化处理()___30.20808PP h ϕ==()___20.2077WW h ϕ==-___20.001956IC C h ϕ== 又望远物镜物在无穷远，所以：______P P ∞=______W W ∞=可得：2___00.850.10.19822P P W ∞∞⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭（冕牌玻璃在前）2___00.850.20.20803P P W ∞∞⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭（火石玻璃在前）（６）选玻璃根据___0.001956C =与0P 的值查光学设计手册，可知F4-K3玻璃对在___0.002C =时，00.217434P =，与计算结果相当接近，因此双胶合物镜选F4-K3玻璃对。
根据光学手册关于F4-K3玻璃对的详细信息：00.217434P =，0 5.087553Q =，00.224789W =-1 1.112774ϕ=-， 2.434539A =， 1.717269K =1 1.6199n =，2 1.5046n =（７）求形状系数Ｑ0Q Q = __00W W Q Q K∞-=+因__P ∞＜0P ，取下式的Ｑ值，得：5.0925Q =（８）求归一化条件下透镜各面的曲率1111 2.18471n Q n ϕρ=+=- 21 3.9797Q ρϕ=+=2132210.207311n Q n n ϕρ=+-=--- （９）求薄透镜各面的球面半径'11154.93f r mm ρ=='12232.15f r mm ρ=='133578.9f r mm ρ==-（１０）求厚透镜各面的球面半径 物镜外径的确定。
根据设计要求：30D mm =。
物镜用压圈固定，其所需余量由光学设计手册查得为2mm ，由此可得物镜的外径为32mm 。
光学零件的中心厚度及边缘最小厚度的确定。
为了使透镜在加工过程中不易变形，其中心厚度与边缘最小厚度以及透镜外径之间必须满足一定的比例关系： 对凸透镜：高精度 37d t D +≥中精度 614d t D +≥其中还必须满足0.05d D >对凹透镜：高精度 82d t D +≥且0.05d D ≥中精度 164d t D +≥且0.03d D ≥式中，d 为中心厚度，t 为边缘厚度。
根据上面公式，取高精度可求出凸透镜和凹透镜的厚度。
凸透镜：()23310D x x t -+=式中2x 、3x 为球面矢高，可由下式求得：222D x r r ⎛⎫=±- ⎪⎝⎭式中人为折射球面半径，D 为透镜外径。
凸透镜最小中心厚度为112d x t x =++ 同理可得：凹透镜：()21810D x x t +-=凹透镜最小中心厚度112d t x x =-+代入物镜的相关参数，可得1 2.6d mm =，2 6.0d mm = 2、物镜像差容限的计算根据瑞利判断准则，系统所产生的最大波像差由焦深决定。
令其小于或等于14波长，即可得到边光球差的容限公式为：'''24m mL n u λδ≤对边光校正好球差后，0.707带的光线具有最大的剩余球差。
即'0m L δ=时的带光球差容限为'0.707''260.2262mL mm n u λδ≤= 实际上，边光球差未必正好校正到零，需控制在焦深范围内。
固此时边光球差的容限为1倍焦深。
即：'''20.0377m mL mm n uλδ≤=类似与球差，其它像差容限为： 位置色差：'''20.0377FC mL mm n u λ∆≤=正弦差：0.0025SC ≤弧矢彗差：'0.02S K SC y mm =⋅≤厚透镜中心厚度图1x 2x 3x -1d2dt D3、物镜像差校正考虑到价格问题，我在进行像差校正时透镜半径全部选用了价格最便宜，使用最多的250系列标准半径，并且很好的校正了像差。
最终的结果如下：-------输入数据--------1.初始参数物距半视场角(°) 入瞳半径0 4 15系统面数色光数实际入瞳上光渐晕下光渐晕7 3 0 1 -1理想面焦距理想面距离0 0面序号半径厚度玻璃STO 60.2600 1.500 12 32.2100 8.000 F43 -304.8000 54.000 K34 0.0000 33.500 15 0.0000 2.000 K96 0.0000 33.500 17 0.0000 14.546 K9☆定义了下列玻璃:K3 1.504558 1.510019 1.502222K9 1.5163 1.521955 1.513895F4 1.6199 1.632096 1.615036-------计算结果--------1.高斯参数有效焦距(f') 后截距(L') 前截距(L) 像距(l')120.18450 14.54584 -119.33743 14.54584入瞳距离(lz) 出瞳距离(lz') 近轴像高(y') 放大率( )0.00000 -106.49164 8.40412 0.00000入瞳直径(D) 出瞳直径(D') 拉赫不变量(J) 像方孔径角(U')30.00000 30.21292 -0.31467 0.12481 2.像差***零视场像差***1H 0.85H 0.707H 0.5H 0.3H 0H球差 'L δ -0.0127 -0.0695 -0.0784 -0.0548 -0.0231 0.0000 弥散园 'R L δ -0.0016 -0.0074 -0.0069 -0.0034 -0.0009 0.0000F 光球差 'F L δ 0.1049 0.0089 -0.0290 -0.0356 -0.0220 -0.0087 C 光球差 C L δ 0.0170 -0.0258 -0.0244 0.0100 0.0483 0.0749轴向色差 'FC L δ 0.0879 0.0347 -0.0046 -0.0456 -0.0703 -0.0836***D 光各视场像差***相对视场 KT'1.0H KT'.7H KT'.3H KS'1.0H KS'.707H KS'.3H1 -0.0154 -0.0021 0.0002 -0.0017 0.0001 0.00010.85 -0.0130 -0.0018 0.0002 -0.0015 0.0000 0.00010.7071 -0.0107 -0.0014 0.0002 -0.0013 0.0000 0.00010.5 -0.0075 -0.0010 0.0001 -0.0010 0.0000 0.0001 0.3 -0.0045 -0.0006 0.0001 -0.0006 0.0000 0.0000 4、物镜像差曲线四、目镜的设计1、用PW 法计算凯涅尔目镜初始结构 目镜为放大系统，需反向设计。