反射式望远镜课题设计流程(1).doc

zemax 光学设计系统入门的最佳选择 资源整理不易，请珍惜，零基础入门到精通光学设计是针对某一个明确或不明确的光学需求，通过光学设计师与客户的沟通、讨论与相互妥协，最终达成共识，形成满足需求的可量化可测量的光学指标，然后据此开展包括光学透镜、结构、尺寸、重量、价格、工期、工艺、材料、强度、温度等等因素在内设计工作，最终形成满足要求的光学系统 《反射式望远镜设计与Zemax光学设计系统详解》 光学设计是一项复杂而精密的工作，涉及多个领域的知识，如几何光学、物理光学、材料科学等。Zemax光学设计系统作为业界广泛使用的软件，为光学设计者提供了强大的工具，使得初学者也能逐步掌握光学设计的奥秘。本篇将详细介绍如何利用Zemax设计一个1000mm焦距F/5的牛顿望远镜，以及在设计过程中涉及到的关键知识点。 根据牛顿望远镜的设计原理，物镜孔径D与焦距F的关系是1000/D=5，因此物镜直径D=200mm，物镜的半径R=2000mm。在Zemax的Lens Data Editor中，设置球面物镜的半径为-2000mm（表示凹面），厚度为-1000mm（表示像面位于物镜左侧）。 接下来，定义孔径大小，通过Zemax的系统菜单，设置入瞳直径为200mm。然后通过分析光路图和点列图，评估设计的初步性能。点列图显示了像差的RMS值，若发现球差较大，可通过调整波长设置，观察是否存在色差。 在Zemax中，选择可见光RGB三原色波长进行分析，确保设计无色差。接着，通过调制传递函数(MTF)曲线，评估图像质量，与理想衍射极限对比，了解实际成像性能。 在未优化的情况下，使用固定曲率半径的物镜会存在像差。通过将半径设置为变量并进行优化，Zemax将自动搜索最佳曲率半径，降低RMS值，提升成像质量。优化后，将球面物镜改为抛物面，设置conic系数为-1，以消除球差。 优化后的设计在点列图中显示RMS值显著降低，且无色差。然而，轴外成像可能会出现彗差和像散等高阶像差，这时需要考虑引入转镜以避免阻挡光线，同时确保观察者能看清整个视场。 反射式望远镜设计涉及的关键步骤包括：确定物镜参数、定义孔径、评估像差、优化曲率、考虑轴外成像和实际应用中的布局。Zemax作为设计工具，提供了从概念设计到性能评估的全套解决方案，使得光学设计师能够精确控制每个设计参数，实现最佳光学性能。通过以上流程，即使初学者也能逐步理解并掌握反射式望远镜的设计精髓。