光学软件课程设计报告双胶合透镜优化设计Word文档格式.docx

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唐晋川

班级：

0211102

学号：

2011210818

一、设计题目——双胶合透镜优化设计

双胶合透镜优化设计

双胶合透镜是一种常用的望远物镜，它结构简单、光能损失小，合理选择玻璃和弯曲能校正球差，慧差、色差和像差，但不能消除象散、场曲与畸变。

根据上述原理使用OSLO软件进行双胶合透镜的设计并对其中一种特性进行优化设计，使得双胶合透镜的参数比较理想。

二、设计原理

双胶合透镜优化设计：

双胶合透镜是一种常用的望远物镜，它结构简单、光能损失小，合理选择玻璃和弯曲能校正球差，慧差、色差和像差，但不能消除象散、场曲与畸变。

优化是光学系统设计过程中最重要的一步，一般来说初始结构的像质并不是很理想的，只有经过优化才能使光学系统的性能达到我们需要的状态。

通过初始设计的双胶合透镜像差不符合要求，所以要对其进行优化。

优化之前要进行两个必要的步骤：

要确定优化变量和选用评价函数。

理论上讲，透镜组的全部结构参数都可以作为优化变量参与优化，光学系统中影响像质的因素是曲率半径r，折射率n和厚度d。

三、实验日志：

1、使用oslo软件对双胶合透镜进行设计。

2、使用oslo软件对双胶合透镜进行优化设计。

四、实验步骤

双胶合透镜设计并优化

（1）双胶合透镜设计

新建镜头文件

输入透镜光学特性参数

输入镜面数据

保存透镜数据

（2）双胶合透镜优化

打开透镜文件并另存

设置优化变量

设置误差函数

进行优化

五、实验结果与分析

我对双胶合透镜所进行的优化是从透镜的像差着手进行的，从后面的数据中我们可以看出通过改变透镜的曲率半径、光圈大小和透镜的厚度都可以明显改善透镜的像差，从而提高透镜的成像质量。

综合考虑，我进行了三次优化，分别通过优化曲率半径、优化光圈大小和优化透镜的厚度来达到设计的目的。

双胶合透镜的原始最小RMS值为4.252773，像差值为-0.031841。

经过优化曲率半径后的最小RMS值为2.506337，像差值为-0.018681，经过优化透镜的厚度的最小RMS值为1.8，像差值为-0.17142，最后经过优化光圈大小得出了经过三次优化的透镜的最小RMS值为1.639445，像差值为-0.014059，显然我们得出了很好的效果使得仿真比较成功。

设计的结果如下：

原始双胶合望远物镜：

像差数据：

最小RMS误差：

光线焦点轨迹分析：

波阵面分析：

斑点分析：

PSF分析：

通过频率MTF分析：

通过焦点MTF分析：

第一次通过优化透镜的曲率半径后的双胶合望远物镜结果为：

系统的数据为：

第二次通过优化透镜的厚度后的双胶合望远物镜结果为：

系统数据为：

最小RMS误差;

第三次通过优化透镜的孔径后的双胶合望远物镜结果为：

像差数据为：

五、设计体会及收获:

通过连续一个星期光学软件的课程设计，我们对光学软件有了更进一步的了解。

这次实验使用OLSO软件进行设计。

由于对光学设计软件一点都不了解，所以在设计的过程中出现了很多问题。

从星期一开始我第一次接触到这个软件然后课后我自己摸索，终于一步一步的掌握了这个软件的用法。

但是我所学的只是这个软件的初步操作，更加深入的设计只能自己以后再逐渐学习。

刚开始在做这个设计时，我首先查阅了资料对所做的四波混频等的原理有了更进一步的理解。

然后在进行的设计，对整个课程设计也有了总体的轮廓，通过学过的知识以及做过的实验，最后有了圆满的结果。

通过本次课程设计我们学到了很多新的东西，极大地拓宽了知识面,锻炼了能力，综合素质得到较大提高，感到收获不小。

在设计过程中也发现了大量问题，有些在设计过程中已经解决，有些还要待今后慢慢学习，只要学习就会有更多的问题，有更多的难点，但也会有更多的收获。