应用光学课程设计-张一鸣
应用光学(工程光学)课程设计指导书(ZEMAX)
第一步骤：打开并熟悉 ZEMAX 软件
通过鼠标左键双击桌面的图标快捷键 次打开后的界面如图 1 所示，它是软件的主窗口。
标题框
打开 ZEMAX-EE 软件。首
菜单框
编辑窗口
工具框
图 1 主窗口界面 如图 1 所示，标题为“Lens Data Editor”的窗口为透镜数据编辑窗口。该 窗口可用来编辑透镜组的很多参数，如曲面面型（Type）、曲率半径（Radius）、透 镜厚度（Thickness）、玻璃材料（Glass）、径向半径（Semi-Diameter）等参数。
图 27 第一次优化后的结构
图 28 第一次优化后的 FFT MTF 从上面的两个图中可知，结构趋于合理化，FFT MTF 值得到大大提高，有的
择波长（段）并点击
图标确定。退出时，需点击“ok”，如图 10 所示。
图 9 工作波长编辑窗口 图 10 选择工作波长下拉菜单
四、设定评价函数和 EFFL 有效焦距值
按下快捷键 F6 或通过“Editors\Merit Function”路径打开“Merit Function Editor:”窗口，通过“Tools\Default Merit Function”路径打开“Default Merit Function” 默认评价函数对话框窗口如图 12 所示。
图 24 优化前的结构
图 25 优化前的 FFT MTF
选中“Semi-Diameter”列中的第一个“15.000000”，当出现
黑色背
景时，按一下快捷键“ctrl+Z”，则该单元格数值由系统自动改变。用同样的方法 对下面的两个数也各操作一次。
应用光学课程设计报告
再考虑周视情形，假设直角棱镜 1 绕 y 轴转动。根据棱镜转动定理，可以判 断经过直角棱镜 1、2 像空间旋转的情况。假设经过 1、2，y 轴的像为 y12 轴。像 空间先绕 y12 轴逆时针转动(-1)n-1θ，再绕 y 轴逆时针转动 θ 角。如图 2 所示。第 一个转动通过后面的系统后能在观察的时候实现水平周视。 而第二个转动是多余 的，所以需要通过棱镜 2 的转动来抵消。为抵消这个转动，把棱镜 2 绕光轴逆时 针转动角 α。如图 3 所示。根据棱镜转动定理，转动轴和光轴同向，n 为奇数， 像绕光轴逆时针转动 2α。因为此时光轴与 y 轴反向，所以最后通过棱镜 2 像空 间绕 y 轴顺时针转动了角 2α。 因此只需要 2α=θ， 恰好能抵消棱镜 1 产生的第二 个转动。换句话说，棱镜 2 的转角应为棱镜 1 的转角的一半。
3.共轴系统和棱镜系统的组合
保护玻璃：保护玻璃是一种高强度、耐划伤玻璃，主要用于电子、电器、仪 器仪表、显示器保护屏等。起到保护作用。在这里，保护玻璃放在直角棱镜 1 的前方。 望远物镜：为避免破坏系统的共轴性，共轴球面系统的光轴和棱镜的入射表 面要垂直。因此，将物镜放在道威棱镜后。 分划板和望远目镜：根据开普勒式望远镜的原理，分划板应放在物镜像方焦 平面，在目镜前。所以在下端直角棱镜后分别放置分划板和目镜。 孔径光阑的选择：为了使系统中各个光学零件的尺寸比较均匀，应该把孔径 光阑选在合理的地方。这里选择道威棱镜。因为在相同的通光口径下，道威棱镜 的体积最大。因此希望它的通光口径尽量小。同时，它位于前面四个光学零件的 中间位置，其他光学零件和它比较靠近，当斜光束通过时，他们的孔径比轴向光 束的口径加大较少。 至此，周视瞄准镜的最终原理图及系统结构已全部确定，如图 4 所示。
火炮周视瞄准镜初步设计
应用光学第2版课程设计 (2)
应用光学第2版课程设计1. 课程概述应用光学是光学的一个重要分支，它不仅仅关注光的传播和反射等基本性质，更注重光在实际应用中的作用。
本课程旨在通过教授应用光学基本理论和实践应用，使学生了解光学在现代科学和工程中的重要作用以及其应用领域的最新研究进展。
2. 课程目标•了解应用光学的基本理论，掌握基本光学原理；•掌握光学测量与检验的基本方法和技能；•熟练掌握应用光学在机械加工、无损检测、电子通信、生命科学等领域的应用；•综合运用所学知识，提高解决实际问题的能力。
3. 课程内容及教学安排本课程拟进行15次课程学习和2次实验教学。
教学内容和安排如下：第1-2周：光的基本性质和传播规律•光与电磁波•光的波动性和粒子性•光在介质中的传播规律第3-4周：光线的传播和反射•光的反射定律•平面镜成像•球面镜和透镜成像第5-6周：光线的折射和色散•光的折射定律•柱棒棱镜的折射和偏转•光的色散和分光元件第7-8周：光学仪器与检测技术•干涉计和干涉条纹的形成•光的偏振和检测•光谱分析和光谱仪器第9-10周：光学设计和成像系统•成像系统的基本要素与成像质量指标•透镜系统的设计和优化•成像系统的实际应用案例第11-12周：应用光学在机械制造中的应用•线性测量技术和激光测距仪•光刻机和光刻板制造•制造中的光学检测技术第13-14周：应用光学在生命科学中的应用•透射电子显微镜•光学显微镜和活细胞成像技术•光学检测技术在生物科学中的应用4. 实验设计实验一：干涉测量实验使用差分干涉仪对一束光进行干涉测量，并绘制干涉和相位条纹图。
实验二：透镜成像实验使用凸透镜进行成像实验，考察不同物距、像距下的成像情况，绘制成像光路图，并测量透镜的焦距。
5. 教材推荐•《应用光学第2版》（庞泉光主编，清华大学出版社）•《光学工程手册》（宋士刚主编，机械工业出版社）•《现代光学基础》（曹必信著，科学出版社）6. 参考文献1.J. W. Goodman, “Introduction to Fourier Optics”,3rd ed., Roberts and Company Publishers, 2005.2.J. E. Greivenkamp, “Field Guide to GeometricalOptics”, SPIE Optical Engineering Press, 2004.3.A. Papoulis, S. U. Pill, “Probability, Random Variables and Stochastic Processes”, 4th ed., McGraw-Hill Education, 2002.。
应用光学课程设计-学生资料
一、 在平行光路中工作的棱镜，绕垂直于棱镜主截面的z轴转 动
平行光路中，只需要考虑像空间的方向，而不用考虑其位置 P和P′都看作自由向量。根据转动定理
y
z
x
z’
y’
x’
［例一］ 在下图中，棱镜2、3一起绕O1O2转θ,然后棱镜3 再按同一方向绕O4O3转θ，求出射光轴的方向和像的方向 的变化。
①先确定棱镜转动前的成像方向。属于单一主截面的系统， 没有屋脊面， z′与z同向。光轴同向，总反射次数为偶数， 根据物像相似的关系，y′与y也同向。
y
z
x
当棱镜绕z轴转θ时，如果反射次数为偶数，则像空间方
向不变，如果反射次数为奇数，则像空间绕z轴转2θ。和讨
论平面镜旋转时结论完全相同。
在屋脊棱镜的情形，P=z,P′=z′=-z，得 ：
［A′］=［(-1)n-1θP′］+［θP］=［(-1)nθz］+[θz］
当总反射次数n为偶数时， ［A′］=[θz］+［θz］=0
当入射和出射光轴平行反向，棱镜绕光轴转θ，反射 次数n为偶数时像转2θ，反射次数n为奇数时像不转。
y
z
x
x’ z’ y’
三、 出射和入射光轴垂直，棱镜绕入射光轴转动
有: P=x,P′=x′ 得： ［A′］=［(-1)n-1θx′］+［θx］ 当n为偶数时: ［A′］=［-θx′］+［θx］ 当n为奇数时: ［A′］=［θx′］+［θx］ 当入射和出射光轴垂直时，棱镜绕入射光轴转θ ，如果反 射次数为偶数，像空间首先绕出射光轴统-θ，然后绕入射光 轴转θ；如果反射次数为奇数，则像空间首先绕出射光轴转θ， 然后再绕入射光轴转θ。
应用光学备课教案模板范文
一、教学目标1. 知识目标：- 理解并掌握应用光学的基本原理。
- 了解不同光学元件（如透镜、棱镜、反射镜等）的工作原理和应用。
- 熟悉光学成像的基本规律。
2. 能力目标：- 能够运用光学原理解决实际问题。
- 提高学生的实验操作能力和分析问题能力。
3. 情感目标：- 培养学生对光学现象的探究兴趣。
- 增强学生的科学素养和团队合作精神。
二、教学内容1. 应用光学基本原理2. 光学元件及其应用- 透镜：凸透镜、凹透镜- 棱镜：色散、全反射- 反射镜：凹面镜、凸面镜3. 光学成像规律- 物像关系- 成像条件- 成像性质三、教学过程（一）导入新课1. 展示生活中的光学现象，如放大镜、眼镜、望远镜等，激发学生的学习兴趣。
2. 提出问题：这些光学现象是如何产生的？它们遵循什么规律？（二）讲授新课1. 应用光学基本原理- 介绍光的传播、反射、折射等基本原理。
- 讲解光学定律，如反射定律、折射定律等。
2. 光学元件及其应用- 介绍透镜、棱镜、反射镜等光学元件的结构、工作原理和应用。
- 通过实例分析，让学生了解光学元件在实际生活中的应用。
3. 光学成像规律- 讲解物像关系、成像条件、成像性质等。
- 通过作图法演示光学成像过程，帮助学生理解成像规律。
（三）课堂练习1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 进行实验操作，观察光学现象，验证所学原理。
（四）课堂小结1. 总结本节课所学内容，强调重点和难点。
2. 提出思考题，引导学生深入思考。
四、教学评价1. 课后作业完成情况2. 课堂练习及实验操作表现3. 学生对光学知识的掌握程度五、教学反思1. 课后总结教学效果，分析教学过程中的优点和不足。
2. 针对不足之处，调整教学策略，提高教学质量。
六、教学资源1. 教材2. 光学实验器材3. 网络资源七、教学时间2课时八、教学环境教室、实验室九、教学注意事项1. 注重理论联系实际，让学生了解光学知识在生活中的应用。
2. 鼓励学生积极参与课堂活动，培养学生的动手能力和创新精神。
应用光学课程设计指导书_2010.
应用光学课程设计指导书何平安编武汉大学电子信息学院2010年3月应用光学课程设计任务书一、课程设计题目内调焦准距式望远系统光学设计二、设计要求内调焦准距式望远系统是工程用水准仪的照准望远镜，其作用是观察和照准目标。
要求仪器体积小、重量轻，便于携带，成像清晰，使用和保养方便。
具体技术要求如下：放大率：Γ≥ 24⨯加常数：c = 0分辨率：ϕ≤ 4"最短视距：Ds≥2m视场角：2w≤ 1.6︒筒长：LT≤195mm乘常数：k = 100三、设计题纲1、技术参数选择；2、外形尺寸计算；3、结构选型；4、初始结构参数求解；5、像差校正；6、绘制光学系统图与光学零件图；四、计划进度1、布置任务，专题讲座 2.0h+2.0h2、参数选择及外形尺寸计算 3.5 h+4.0h3、结构选型与初始结构参数求解 4.0h+8.0h4、像差校正与像差自动平衡 4.0h+8.0h5、目镜选择及缩放0.5h+1.0h6、绘制光学系统图和光学零件图 2.0h+12.0h7、编写设计报告 2.0h+10.0h共计18h+45h五、考核方式考勤与表现＋完成任务情况＋报告、图纸评分第一章 内调焦准距式望远系统内调焦准距式望远系统是各种工程水准仪的主要部件之一，其主要作用是观察并照准竖立在测站上的水准标尺。
照准标尺目标后，通过标尺像上的视距丝，读取分划板上视距丝对应的标尺读数，即可得到标尺到仪器转轴的距离及标尺与仪器间的高度差。
§1-1 望远镜的调焦望远镜的调焦是通过移动光学系统中某光学元件的位置，使远近不同位置的物体都能清晰地成像在分划板上。
望远镜的调焦有如下二种方式：一、 外调焦外调焦是通过移动望远镜的目镜和分划板来实现的，即当观察有限距离的物体时，将目镜和分划板一起向后移动适当的距离，使有限距离的物体仍然成像在分划板上，供目镜观察，如图1-1所示。
外调焦的优点是结构简单，成像质量好。
缺点是外形大，密封性差。
华中科技大学应用光学课程设计
[华中科技大学]应用光学课程设计步枪瞄准镜的光学设计院系：光学与电子信息学院姓名：班级：2014年7月2日星期三目录一.选题背景及参数说明1.1选题背景及意义 (2)1.2瞄准镜主要技术指标及说明 (2)二. 外形尺寸计算2.0瞄准镜系统主要结构 (3)2.1物镜初始结构参数计算 (4)2.2目镜的选取 (8)2.3场镜设计 (8)2.4分划板 (8)2.5转像系统设计 (9)三. ZEMAX优化3.1物镜优化 (13)3.2目镜优化 (18)3.3转像系统双胶合透镜优化 (24)3.4场镜优化 (30)3.5系统结果 (33)四．零件图 (35)五．总结与心得体会 (38)参考文献 (39)步枪瞄准镜的光学系统设计一.选题背景及参数说明1.1选题背景及意义各类枪支在现代战争中起着举足轻重的作用，而枪支射击的精度与瞄准系统密切相关节省弹药，命中率更高的枪械将提高战争的战胜概率更早地结束战争。
其意义是显而易见的。
枪用瞄准镜的运用已有百余年的历史。
在两次世界大战中已显露出它的战绩，瞄准镜先在狙击枪上得到运用。
以后扩展到步枪以至于手枪上"去年美军对伊战争中，美伊双方均用狙击枪配瞄镜给予对方以相当杀伤。
瞄准镜瞄准的原理是采用分划与远处目标两点重合的对准方式，它将远处目标成像在分划面上并与分划重合，再通过目镜放大，使人眼能同时看清分划和远处目标，加上有倍率的望远系统将远处目标放大使馆即视角放大，俗称拉近，以便详细观察和精确瞄准"传统的机械瞄具瞄准的原理是采用枪上照门准星与远处目标三点重合对准方式，而照门，准星及目标三者到人眼的距离不同，要同时清晰地看见三者较困难，并且要求三者处于一条直线上，因此瞄准精度差，瞄准速度慢，尤其是对运动目标"。
[参考文献4]其基本结构如上图所示，主要分为三个部分：一个是物镜组(Objective Lens)，一个是校正镜管组(Erector Tube)，和目镜组(Onicular Lens)，还可能有其他镜组。
应用光学课程设计
齐鲁工业大学课程设计专用纸 成绩课程名称 应用光学课程设计 指导教师院 （系） 专业班级学生姓名 学号 200911021033 设计日期课程设计题目 （二）设计一个10倍的双目望远镜一．设计题目要求：设计一个10倍的双目望远镜，其设计要求如下： （1）视放大率 10xΓ= （2）全视场 26oω=（3）岀瞳直径 '4D mm =（4）岀瞳距离'11z l mm=（5）鉴别率 "6α=（6）渐晕系数 0.6k = （7）棱镜的出射面与分划板之间的距离 28.3a = （8）选取普罗I 型棱镜，其棱镜材料为BKA7 （9）选用目镜类型为 2-28二．拟定系统的原理方案光学系统初步设计的第一步工作就是拟定系统的结构原理图。
下面，结合仪器的光学性能和技术来简单讨论系统的结构。
（1）双目望远镜由一个物镜，两个棱镜，一个分划镜和一组目镜组成。
（2）光学系统为了便于观察，系统应成正像，所以必须加入倒像系统。
三．光学系统的外形尺寸计算 （一）目镜的计算目镜是望远镜系统非常重要的一个组成部分，但是目镜本身不需要设计，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.已知本次设计的观察镜的视放大倍率Γ及视场角2ω，求出'2ω，即'tg tg ωωΓ=则 '22()arctg tg ωω=Γ⨯2.因为目镜有负畸变（3%:5%），所以实际应取：'22()2()5%arctg tg arctg tg ωωω=Γ⨯+Γ⨯⨯由上式可以求得'258.08o ω=3.然后求目镜的焦距本次选用目镜2-28，其各项值据《光学仪器手册》可以查得：'20.216f = ' 4.49f s = 18.27f L =- ''/ 1.042P f = 5.0d =4.在本次设计中所需的目镜的结构形式为已知条件，即所选目镜为2-28根据 '258.08o ω= '4D mm = '11z l mm =由以上要求，选取目镜2-28结构如图1所示。
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应用光学课程设计——火炮周视瞄准镜设计学院：光电学院班级：04011609姓名：张一鸣学号：1120161069 日期：2017年9月10日目录一、火炮周视瞄准镜概述 (1)二、光学系统的技术要求 (1)1.1光学系统特性的主要参数 (1)1.2主要参数的大致说明 (2)三、光学系统的设计计算内容 (2)四、光学系统的参数总结 (11)五、光学系统的原理示意图 (12)六、工程伦理与职业道德 (12)七、环境与可持续性 (13)八、技术与社会 (13)九、法律与法规 (13)十、个人与团体 (14)十一、参考文献 (14)十二、附录 (14)棱镜转动定理 (14)一、火炮周视瞄准镜概述火炮周视瞄准镜作为一种广泛应用于军事领域的、起着重要作战作用的军用瞄准镜，可以配备于多种作战炮类武器，比如加农炮、加榴炮、火箭炮、榴弹炮等等。
它可以用于车内观察，也可以标定方向，它与高低脚装定装置一起构成独立线式火炮瞄准具。
火炮周视瞄准镜，顾名思义，具有周视性能，从而可以达到扩大观察范围，全方位观察周围情况的目的。
并且由于其自身设计的原因，我方炮兵不用改变自己的位置和方向，就可以观察到四周，并且可以精确的指示目标和瞄准射击。
因此，周视瞄准镜是一种使用的军用光学仪器。
二、光学系统的技术要求2.1光学系统特性的主要参数：视放大率： ⨯=Γ7.3物方视场角： ︒=102ω出瞳直径： mm D 4'=出瞳距离： mm l z 20'≥潜望高： mm H 185=要求成正像：光学系统要求实现：俯仰瞄准范围︒±18水平瞄准范围︒360俯仰和周视中观察位置不变渐晕系数： 5.0=K2.2主要参数的大致说明：1、视放大率3.7是角放大率，光学系统具有扩大视角的作用，同时必须保证一定的分辨角，满足仪器的精度要求。
2、视场角︒10，代表望远系统能够同时观察到的最大范围。
3、出瞳直径4mm ，应不小于人眼的瞳孔的直径（白天约2mm ，黄昏约4~5mm ，夜间可达到8mm ），从主观光亮度的要求出发，大部分军用观察瞄准仪器都要求能够在白天喝黄昏同时使用，因此取4mm 。
4、出瞳距离应不小于20mm ，尤其是对于军用光学仪器，防止武器后坐力的撞击而对我方士兵造成伤害。
5、潜望高185mm，为了使我方士兵不被敌方士兵发现，我们可以取潜望高为185mm，这是由炮塔的结构所决定的。
6、俯仰瞄准范围︒360，该参数的选取是为配合仪器的制作±18，水平瞄准范围︒和使用要求。
7、渐晕系数0.5，指边缘光束的宽度为中心光束宽度的一半。
对于本系统，整个视场内都存在渐晕。
下面我们将按照以上要求进行光学设计。
三、光学系统的设计计算内容3.1周视瞄准镜综述3.1.1基本工作原理简述：周视瞄准镜的工作原理是以开普勒望远镜的工作原理为基础的。
基本原件是两片正透镜（分别为物镜和目镜），要求物镜的像方焦平面与目镜的物方焦平面重合，并且达到物镜焦距在数值上大于目镜焦距。
这样可以达到将无限远目标成像在无限远处的目的，让外界物体，以平行光进入人眼，并且能够扩大视角。
在光路中加入平面镜棱镜系统，从而使主光轴可以弯折，从而实现我方士兵的隐蔽观察，最后通过倒像功能实现使所需观察物体最终成正像。
3.1.2用途我方士兵利用周视瞄准镜，可以全方位地观察到周围的情况，实现周视。
并且，当需要俯仰观察时，可以保持目镜不动，方便我方士兵不改变自己的位置和方向就观察到四周的情况，有利于我方士兵的隐蔽，因此利用周视瞄准镜可以方便火炮操作人员的观察和瞄准。
此外周视瞄准镜结构相对简单，质量相对轻便，可以方便大规模生产和装备，对提高我国军队火炮战斗部队战斗能力由很大帮助。
3.1.3种类瞄准镜主要可以分为以下三大类：望远式瞄准镜、准直式瞄准镜、反射式瞄准镜。
3.2拟定系统的原理方案3.2.1光学系统的基本形式：应该选择开普勒望远系统。
根据《应用光学》，望远系统有两种，分别为开普勒望远镜和伽利略望远镜，如下图所示：系统的设计有以下几个要求。
要求能够对远距离目标进行观察，并且具有较大的视放大率，还需要分划板来进行军用上的来瞄准和测距。
而恰恰开普勒望远镜满足这几个要求。
通过开普勒望远镜，能够实现一定的视放大率，并且能够将无限远的物体成倒像在无限远处。
3.2.2光学系统基本结构：光学系统的基本结构为目镜、物镜、分划板、保护玻璃。
保护玻璃通过对系统密封从而起到保护作用，分划板上经过适当计算与调整刻线后可以进行测量和读数，物镜和目镜则须选择正光焦度。
3.2.3棱镜系统：根据火炮周视瞄准镜的设计要求，必须通过平面镜棱镜系统作为倒像系统，并且需要使系统成正像，同时还要实现周视的效果。
然而平面镜存在着一些缺点：平面镜不易固定，容易脱落或者错位，从而引起光学系统的偏差；还有平面镜会吸收更多的能量，从而造成光学系统的能量损失。
因此，我们在火炮周视瞄准镜中使用直角棱镜来代替平面镜。
确定道威棱镜及转动方向、速度：根据火炮周视瞄准镜的军用原因，需要实现在水平方向以及竖直方向上能够改变光轴方向。
我们可以使用以下设计方法：在光轴上端O1点位置安置一个直角棱镜（顶端直角棱镜），使其既可以绕过O1点垂直于主截面的水平轴转动从而实现俯仰，也可以绕竖直轴O1O2转动从而实现周视。
同样，在02处防止一个直角棱镜实现将光轴改变90度方向从而水平进入人眼。
当顶端棱镜绕过O1点垂直于主截面的水平轴转动时，像的方向不会发生旋转；当棱镜绕O1O2轴转动时，如果我们假设物平面相对主截面不动，则像平面将随着顶端棱镜的转动而转动。
此时如果要求像平面不转，就必须使像平面产生相反方向的转动。
又因为要求出射光轴的方向不变，系统下端使光轴改变90度的底端棱镜很一定不能转动。
这样的话，就必须加入一个棱镜，利用它的旋转来补偿像平面的转动，并且不会使光轴的方向发生改变。
我们选择一个直角棱镜放置在01与02之间某个适当的位置来实现对像平面的补偿旋转。
根据前面的规则，在光轴同向的情形，欲利用棱镜的旋转使像面转动，反射次数应该是一个奇数，可以添加一个直角棱镜。
又为了减少棱镜的体积与重量，并且达到节省材料的要求，我们选用道威棱镜来代替直角棱镜。
道威棱镜的表面与入射光线出射光线并不平行，所以道威棱镜只能工作在平行光路中，只能放在物镜前。
当O1处顶端直角棱镜和道威棱镜作为一个整体一起转动时，如果假设物空间坐标跟着转动，即物相对棱镜截面不动，像面将和棱镜同时转动。
当道威棱镜单独转动时，像平面的转角等于棱镜转角的2倍。
因此，两棱镜同时转动a，然后把道威棱镜按相反方向转a/2，即可成功补偿像的旋转。
换句话说，棱镜2的转角应该在数值上是棱镜1转角的一半，且旋转方向需要相同。
然而，由于加入道威棱镜，即增加了一次反射，两个直角棱镜再加上一个道威棱镜，使得总反射次数变为3次，使物像相似关系得到了破坏。
为了保证物像相似关系，应该使光学系统中光轴的总反射次数为偶数，因此我们可以引入一个屋脊面，并且将屋脊面取在底端直角棱镜O2处。
如此有利于维持系统的稳定。
如下图所示：3.2.4共轴系统和棱镜系统的组合能够转向的直角棱镜必须工作在平行光路中，由于道威棱镜的入射面和光线不垂直，所有其也需要工作在平行光路中。
并且需要将保护玻璃、直角棱镜、道威棱镜设置在物镜之前。
另外需要考虑充分利用目镜和物镜之间的空间，将屋脊棱镜放在物镜和目镜之间。
又由于物镜的焦距在数值上要大于物镜的焦距，所有应该将屋脊棱镜放在物镜和分划板之间。
3.2.5孔径光阑的确定为了确定系统中这些光学零件的尺寸，必须选择轴外点成像光束的位置，也就是确定入瞳和孔径光阑的位置。
考虑到使系统中各个光学零件的尺寸比较均匀，孔径光阑应该选在道威棱镜上，因为在相同的通光口径下，道威棱镜的体积最大，因此它的相对通光口径尽量小。
又因为在前四个光学零件的中间位置，其他光学零件和它比较接近，当斜光束通过时，它们的口径比轴向光束的口径相对较小。
我们可以把系统中主光轴和光线的交点，即道威棱镜的中点，作为名义上的孔径光阑。
由此，整个光学系统的设计初样图大概如下所示：3.3光学系统的外形尺寸计算3.3.1选择目镜：由视放大率7.3=Γ和物方视场角︒=102ω以及ωωtan 'tan =Γ可以得到 像方视场角︒=⨯︒=874.35)7.35arctan(tan 2'2ω；选用对称目镜，其光学特性为︒>︒︒=874.3542~40'2ω，43''≈目f l z ， 又出瞳距离mm l z 20'≥，故mm l f z 7.263'4'=≥目，我们取mm f 28'=目； 视度调节范围是5±，目镜的轴向移动量mm f x 92.31000'52μ=±-=目，满足设计要求； 其中，z l D D f f '''''22、、、、、、、目物ωωΓ分别为视放大率、物方视场角、像方视场角、物镜焦距、目镜焦距、物镜口径、出瞳直径、出瞳距离。
3.3.2选择物镜： 由7.3''=-=Γ物目f f ，故mm mm f f 6.1037.328''=⨯=Γ•=目物； 由7.3'==ΓD D ，故mm mm D D 8.1447.3'=⨯=•Γ=； 相对口径25.0143.06.1038.14'<≈=mm mm f D 物，选用双胶物镜； 其中，z l D D f f '''''22、、、、、、、目物ωωΓ分别为视放大率、物方视场角、像方视场角、物镜焦距、目镜焦距、物镜口径、出瞳直径、出瞳距离。
3.3.3计算道威棱镜尺寸并验证渐晕系数：将道威棱镜展开，根据轴向光束确定孔径光阑直径。
根据之前的分析，孔径光阑应该取在道威棱镜的中心，故道威棱镜通光口径取mm D 8.14=；棱镜采用K9玻璃，所以有a D 334.0=，其中a 为道威棱镜展开后斜边长，所以我们可以得到mm mm D a 31.44334.08.14334.0===，并且可以通过计算得道威棱镜的轴向长度是mm mm a 66.6231.44414.12=⨯≈；我们以︒45入射角入射，根据公式n l KE =，其中81.0≈K ,5163.1=n ,因此相当空气层厚度为mm mm E 67.235163.131.4481.0=⨯=；如下图所示接下来我们来验证渐晕系数K :（1）光线由上方︒5入射时，根据几何关系，我们可以得到mmmm mm mm D E D D 17.135tan 8.145tan 67.2328.145tan 5tan 2=︒⨯+︒⨯⨯-=︒⨯+︒⨯-=ω故渐晕系数为8898.08.1417.13≈==mmmm D D K ω （2）光线由下方︒5入射时，根据几何关系，我们可以得到mmmm mm mm D E D D 58.105tan 8.145tan 67.2328.145tan 5tan 2=︒⨯-︒⨯⨯-=︒⨯+︒⨯-=ω故渐晕系数为7148.08.1458.10≈==mmmm D D K ω 上述两种情况渐晕系数都大于0.5，所有设计是合理的，能够对斜光束起到限制作用。