光学系统设计技巧

在设计照相物镜时，除了对光接受器(人眼、感光底片、变象管阴极面)最灵敏的波段消单色象差以外，还必须考虑多种色光的影响。消象差谱线的选择一般与光接受器的光谱特性、被拍摄对象所在的环境以及照明状况有关。对于空中照相，由于云雾对短波的散射，来自地面的光线只有较长的波段能够达到物镜，所以需要对D光、C光或更长的波段消象差，而短波部分，例如g光，便不加以考虑；反之，对于海底摄影，

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眼睛是一个理想的光学系统，它有一定的折光能力。在正常情况下，它可以将远处物体清晰成像在视网膜上，称这种眼为正常眼或正视眼，如图4．6所示。如果不作视力调节，眼睛不能将远处物体清晰成像在视网膜上时，则称为非正常眼，或称“屈光不正”。非正常眼主要包括近视眼、远视眼和散光眼。

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用几何象差评价光学系统有它的不足之处，就是不能全面准确的评价，但是也有它的优点，直接、明了与光学结构参数的关系。在光学系统设计过程中，能清楚地了解到影响象质的因素，和找出影响象质的结构参数。因此在光学设计过程中，往往还是用几何象差进行评价和校正。

光学系统设计技巧（续）

§7.4怎样使用阻尼最小二乘法程序 阻尼最小二乘法的最大特点是它不直接求解象差线性方程组，而是通过求评价函数的极小值解，求象差方程组的最小二乘解。它主要适用于象差个数m大于自变量个数n的情况。虽然加入了阻尼因子以后．对m≥／1,的情形也可以求得最小二乘解，

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（续2007年No．2） ξ5．2．5微光物镜设计在夜间光线微弱的情况下，人眼看不见地面目标，必须借助大相对孔径物镜和使用高灵敏度的象增强器，把微弱的象通过电子光学放大成为可见象。微光物镜与红外物镜同为夜视仪器中的大相对孔径物镜，在设计时必须考虑光学系统与阴极敏感元件匹配的特性关系，它们在设计方法上有许多共同点，其区别仅在于消象差谱线的选择不同。

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ξ 5．1．4 望远镜转象系统设 计望远镜的转象系统其目的是转象，把物镜成的倒象转换成正象，然后通过目镜供人眼观察放大的正象。转象系统可以是棱镜系统转象，如保罗棱镜转象、别汉棱镜转象等，也可以是透镜式转象。棱镜式转象系统设计要注意以下几点：（1）首先是将棱镜展开成平行玻璃板，计算光学系统外形尺寸时，确定光线的通光口径（在平板上）；（2）计算棱镜的外形尺寸；（3）棱镜转象后全系统的正倒象成象关系。

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4．11．4 几个问题的说明 1．物镜的选型 变焦距摄影物镜，究竟采用什么型式为佳？看具体情况而定，一般来说，变倍率不大的，视场和孔径不大的，对象面稳定要求不太严的可以采用光学补偿。光学补偿在变倍过程中象面是有微量位移的，增加透镜的组元数能增多全补偿点，减少象面位移量。光学补偿一般适用于1～3倍左右的，它的最大优点是机械结构简单，不要凸轮。当倍率大的变焦距物镜，一般用机械补偿法为宜，机械补偿法的机械结构复杂，

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三片型对称物镜，由于系统的对称性，根据象差理论，它的纵向象差（球差、象面弯曲、象散和位置色差）互相迭加，而横向象差（彗差、畸变和放大率色差）互相抵消。因此，设计时只需要考虑校正半部系统的纵向象差。

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4．10．8 双高斯物镜设计（三）全系统的合成在确定了半部系统的基本结构以后，按对称的关系即可构成一个完全对称的系统，以前面所举的半部系统作为例子，完全对称系统的全部结构参数如下：

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(一)概述 中倍显微镜物镜常用的形式是李斯特物镜，它是由两组胶合透镜组成的，这个结构是其它显微镜物镜的基础，中倍显微镜一般也只需考虑轴上点的成象质量。

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用物理光学方法计算的光学传递函数称为物理传递函数，它的计算要比几何传递函数复杂得多，计算的大体步骤是首先求出由物点发出的球面波通过光学系统以后的出射波面，即求出光学系统的波象差和瞳函数。

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电影放映是将电影拷贝上的画面，通过放映物镜，投影到银幕上供观众观赏。它与电影摄影物镜有着密切联系，摄影物镜拍摄下来的胶片，经洗印而得到电影放映胶片，供电影放映物镜放映之用。从前的分析可知，35mm电影摄影物镜的特征频率为20线对／mm，而且数据的得到是从放映效果出发的。为了与电影摄影物镜相匹配，也取20线对／mm作为35mm放映物镜的特征频率。

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5．3．9照明系统和聚光镜 显微标本绝大多数都是本身不发光的物体，因此需要外界照明使之成像，在近代显微镜上照明系统可按标本的不同性质概略分为三类：a．透明标本用透射光；

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5．3．5光学显微镜分类及其工作方法 一般来说，任何物质的光学性能不外乎是光的吸收、折射和反射三者，在这三者之间也没有严格的分界线，因为对一非完全不透明的物体，它必然具有折射率，

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变焦距物镜的设计与其它的光学系统设计的步骤是相近的，只是具体考虑问题的重点不一样。变焦距物镜设计步骤一般为：确定参数和型式选择；分配焦距及间隔；根据初级象差理论，

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6．2光学零件公差的确定 6．2．1对光学零件材料的要求 无色光学玻璃我们执行国标GB903—87，玻璃按下列各项质量指标分类和分级。

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ξ5．2．3 微光象增强器 （一）象增强器的基本原理和分类 （1）基本原理 象增强器是微光观察镜系统的核心，其作用是把微弱的光图象增强到足够的亮度，以便人们用肉眼进行观察。