光學設計實驗報告
望遠鏡系統設計
一、實驗目的
（1）通過設計實驗，加深對已學幾何光學、像差理論及光學設計基本知識、一般手段的理解，並能初步運用；
（2）介紹光學設計zemax的基本使用方法，設計實驗通過zemax來實現
二、實驗內容及要求
(1) 設計乙個8倍克卜勒望遠鏡的目鏡，焦距f』=25mm，出瞳直徑d』=4mm，出瞳距》22mm，視場角2』=25；考慮與物鏡的像差補償，目鏡承擔軸外像差的校正，物鏡承擔軸上像差的校正。
（2）設計乙個8倍克卜勒望遠鏡的物鏡，其焦距、相對孔徑d/f』、視場角、像差補償要求根據設計（1）的要求來確定。假設用於轉像的稜鏡展開後光軸長度為100mm，材料為k9。要求給出計算過程。
（3）將上述物鏡與目鏡組合成克卜勒望遠鏡，要求望遠鏡的出射光束角像差小約3』左右。如不符合要求，可結合zemax中paraxial理想光學面，通過控制視覺放大倍率和組合焦距為無限大（如f』>100000）等手段。
所有設計中採用可見光（f，d，c）波段。
三、實驗設計方案
1、外形尺寸計算
通過「未加入稜鏡」的望遠鏡系統計算出主要的引數：
原理圖如下所示：
圖１表示了一種常見的望遠系統的光路圖。這種望遠系統沒有專門設定的孔徑光闌，物鏡框就是孔徑光闌，也是入射光瞳。出射光瞳位於目鏡像方焦點之外，觀察者就在此處觀察物體的成像情況。
系統的視場光闌設在物鏡的像平面處，即物鏡和目鏡的公共焦點處。入射窗和出射窗分別位於系統的物方和像方的無限遠，各與物平面和像平面重合。
1）求物鏡的焦距
根據克卜勒望遠鏡的結構和視角放大率公式，可得方程組
2)求物鏡的通光口徑d1
出瞳直徑，物鏡的通光口徑
3）求物鏡的視場角2ω
4）求視場光闌直徑d2
5）鏡目距lz』。利用牛頓公式可求得鏡目距lz』
6)目鏡的口徑d2
7）求目鏡的視度調節
8）望遠鏡的解析度
9）入瞳距lz
由於入瞳位置與物鏡重合，所以lz=0
10）入瞳直徑d
由式, 得
11）選取目鏡和物鏡的結構。由於物鏡的相對孔徑d/f』=0.426,焦距f『=75mm，由於目鏡的視場為3°，出瞳距》22mm，由於出瞳距和視場都不大，故選用凱涅爾型式目鏡。
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