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基于光栅波前检测的变焦系统光学设计

作　者: 索继元
导　师: 车英
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 变焦光学系统优化设计像质评价 ZEMAX
分类号: O435
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着生产生活领域的不断拓展,对变焦距光学系统的需求越来越大,变焦距系统光学设计理论已经相当完善,加工工艺相当成熟。在此背景下,对变焦系统光学设计进行深入研究无疑具有重要意义。本论文首先回顾了变焦系统的发展历程,总结了发展现状,对变焦系统领域内出现的新技术、新工艺、新材料加以概括,并展望了其发展趋势。其次,以高斯光学分析方法为基础,对变焦原理、变焦规律、可行解区进行了探讨。再次,以Pw方法为基础介绍了变焦系统设计的具体步骤,包括补偿方式的选取、组分的选取、光焦度的分配等；基于此原理求解了一个机械补偿变焦距系统。最后,出于对光学部分优化设计的考虑,借助于ZEMAX的强大优化设计功能,结合实际需求,完成了一个用于光栅波前检测的变焦系统的光学部分设计优化工作,并简单分析了凸轮补偿曲线的求解方法。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
第一章绪论  7-14
  1.1 变焦距系统的发展概况  7-10
  1.2 变焦距系统的应用领域  10-11
  1.3 变焦距系统的新技术展望  11-13
  1.4 研究内容  13-14
第二章变焦距系统的高斯光学概述  14-31
  2.1 变焦距系统的类型及补偿结构  14-17
  2.2 变焦距光学系统的一般特点  17-18
  2.3 变焦距光学系统的规律总结  18-23
  2.4 变焦过程的讨论  23-28
  2.5 m_3无解区域的讨论  28-30
  2.6 几种变焦过程分析方法简介  30-31
第三章变焦系统设计方法  31-46
  3.1 高斯解阶段  31-32
  3.2 消像差设计阶段  32-41
  3.3 变焦系统设计举例  41-46
    3.3.1 高斯解计算  41-42
    3.3.2 消像差计算  42-44
    3.3.3 分解P~∞和W~∞并进行玻璃选取  44-46
第四章变焦距系统的光学设计  46-60
  4.1 系统设计简介  46-47
  4.2 初始结构的选择  47-50
  4.3 变焦过程的优化  50-57
    4.3.1 MCE和MFE设置  50-51
    4.3.2 最终优化结果  51-57
  4.4 凸轮曲线设计方法的讨论  57-60
    4.4.1 追迹光线方法  58-59
    4.4.2 应用动态光学理论求解补偿组变焦曲线  59-60
结束语  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-63

基于光栅波前检测的变焦系统光学设计

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