光学课程设计--望远镜系统结构设计.docxVIP

——望远镜系统结构设计姓名： 学号： 班级：光通信082指导老师：张翔设计名称：望远镜系统的结构设计设计目的：运用应用光学知识，了解望远镜工作原理的，完成望远镜的外形尺寸，物镜组,目镜组及转像系统的简易原理和设计方法。了解光学设计中PW法的基本原理。望远镜：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。一种通过收集电磁波来观察遥远物体的仪器。在日常生活中，望远镜主要指光学望远镜。但是在现代天文学中，天文望远镜包括了射电望远镜，红外望远镜，X射线和伽吗射线望远镜。近年来天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波，宇宙射线和暗物质的领域。　　或者再经过一个放大目镜进行观察。日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜，观剧望远镜和军用双筒望远镜。望远镜外形尺寸设计一、开普勒望远镜（Kepler telescope）光路示意图开普勒式望远镜，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。这种望远镜成像是上下左右颠倒的，但视场可以设计的较大，最早由德国科学家开普勒（Johannes Kepler）于1611年发明。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引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。重要概念(1)、垂轴放大率：代表共轭面像高和物高之比(2)、角放大率：共轭面上的轴上点发出的光线通过光学系统后，与光轴的夹角的正切和对应的入射光线与光轴所成的夹角的正切之比,用表示：(3)、轴向放大率：光轴上一对共轭点沿轴向移动量之间的关系，用表示，则(4)、视向放大率：轴用仪器观察视网膜上的像高于人眼直接观察视网膜上的像高之比，表示了该仪器的放大作用，一般用Γ表示。Γ等于同一目标用仪器观察时的视放大率。(5)、极限分辨率：若以60作为人眼的分辨极限，为使望远镜所能分辨的细节也能被人眼分辨，则望远镜的视放大率和它的极限分辨角应满足=60所以，若要求分辨角减小，视放大率应该增大。或者说望远镜视放大率越大，它的分辨角即精度越高，人眼极限分辨角为=1.22/D(6)、孔径光阑：限制轴上物点孔径角大小的光阑，其位置随系统而异(7)、视场光阑：限制无空间多大范围能被成像(8)、渐晕光阑：限制轴外成像光束的宽度(9)、入射光瞳：孔径光阑在他前面光学系统在物空间所成的像(10)、出射光瞳：孔径光阑经他后面的光学系统在像空间所成的像(11)、入射窗：孔径光阑经他后面的光学系统在像空间所成的像(12)、出射窗：视场光阑被其后面的光学系统所成的像外形尺寸设计已知参数：1、物镜与目镜之间的距离：L=315mm2、望远镜放大镜的倍数：Γ=203、物方视场角：2ω= 3°20’求解得望远镜外形尺寸参数：1、目镜视场角：由得2、望远镜分辨率：3、入瞳直径D:根据视放大率得4、出瞳直径：5、物镜焦距与目镜焦距：由得6、视场光阑直径 ：7、出瞳距离：8、目镜口径：9、目镜视度调节量x：设调节5屈光度，则：二、伽利略望远镜（Galilean telescope）光路示意图伽利略望远镜是指物镜是会聚透镜而目镜是发散透镜的望远镜，当远处的物体通远物镜(u2f）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。伽利略望远镜的优点是结构紧凑，筒长较短，较为轻便，光能损失少，并且使物体呈正立的像，这是作为普通观察仪器所必需的。但是伽利略望远镜没有中间实像，不能安装分划板，因而不能用来瞄准和定位，所以应用较少。伽利略望远镜的物镜是正透镜.目镜是副透镜, 伽利略望远镜的优点:结构简单,筒长短,较为简便,光阑损失少,并且使物体成正立的像,这是作为普通观察仪器必须的.伽利略望远镜没有中间实像,不能安装分划板,因而不能用来瞄准和定位,实际中应用很少。物镜组及目镜组的选取1、物镜物镜组的种类：双胶物镜：由一个正透镜和一个负透镜胶合而成，优点：结构简单，安装方便，光能损失小，合适的选择可以校正球差、彗差和轴向色差。双分离物镜：同样由一个正透镜和一个负透镜组成，但两透镜中间有一个空气间隔。优点：物镜口径不受限制；能够利用空气间隔校正剩余球差，增大相对孔径。缺点：光能损失增加，加工安装比较困难，特别是两透镜的共轴性不易保证。双单和单双物镜：一般采用一个双胶合透镜和一个单透镜进行组合，根据他们先后位置排列不同，分双单和单双两种。这种形式的物镜，如果两双胶透镜和单透镜