（吕军）课程设计--设计8倍观察镜

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 杨菁

院 （系） 理学院 专业班级 光信11-1班

学生姓名 聂鸿坤 学号 200111021023 设计日期

课程设计题目 设计一个8倍的观察镜

一、 光学系统的技术要求 全视场： 2?=6°

出瞳直径： D′=5mm 出瞳距离： lz′=20mm 分辨率： ?=6\渐晕系数： k=0.61

棱镜的出射面与分划板之间的距离： a=15 棱镜为列曼屋脊棱镜，材料已知为K9；目选为2-28

二、 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。 根据已知的视放大率求出2?′，即：

tan?′=?·tan?,代入以上数据可求出?′=22°44′，所以2?′=45°28′。本次所用目镜已知为目镜2-28，从《光学仪器设计手册》上可以得到相关数据，如：目镜焦距f2' =20.216，目镜系统的厚度d目=29等

三、 物镜的计算

1、根据目镜焦距f2'求取物镜焦距f1'：

由 ?=f1'/f2'带入数据可得：f1'=20.216×8=161.728mm 2、物镜的通光口径：

由?= D/ D′带入数据得: D=5×8=40mm

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3、物镜的相对孔径D/f1':

根据题目所给的视场大小和相对孔径的大小可选为双胶合物镜，其结构如下图：

相对孔径：D/f1'=40/161.278=0.2437mm 四、 计算分划板

1、分划板的直径：

D分=2tan?×f1'=2×tan3×161.728=16.95mm 2、根据《光学仪器设计手册》可查的D分?（10,18）时 其厚度d分及公差值为2?0.3(mm) 3、分辨率?：

?=140\ D=140\符合要求。 五、 计算棱镜

由于观察镜成倒像，所以需要在系统中加一个转像系统，本次设计加入棱镜转像系统，棱镜的转像系统应置于物镜的像平面附近，为了不使棱镜上的疵病反应到目镜中，还要使棱镜离开像平面一定距离，即题目中所给的a值。 1、选取棱镜：

此次为列曼屋脊棱镜，从《光学仪器设计手册》中可以查取相应的各参数值:材料为K9的折射率n=1.5163，列曼屋脊棱镜的结构参数K=4.619。 2、棱镜的展开长度L和D棱的求法：

kD?D分?tan???2f1'?_??D棱=D分?2(a+d)tan??_?d?L/n?KD棱/n??0.61?40?16.95?tan???2?161.728?_?（15+d）tan? 代入数据 ? ?D棱=16.95+2??_4.619?D棱L?d=?1.51631.5163??

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tan?=0.023

棱镜的通光口径：D棱=20.51mm

棱镜的等效空气层厚度： d=62.49mm 棱镜的展开长度：L=94.75mm 由b=f-a-d可得

物镜与棱镜之间的距离b=161.728-15-7.23=84.238mm

六、 结构原理图

通过以上计算可得系统的初步结构形式如下图：

物镜 列曼屋脊棱镜 分划板 目镜 出瞳

'1__ 六、 设计心得

公式应用、观察镜的原理、原件的构造、手动能力等

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