25×显微镜物镜设计

课程设计任务书

学生姓名：陈天宇专业班级：电子科学与技术0703班

指导教师：李成军工作单位：信息工程学院 ________

题目：25 X显微镜物镜设计

初始条件：

计算机、zemax软件

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求)

1、课程设计工作量：2周

技术要求：

(1)学习zemax软件。

(2)设计一个25X显微镜物镜，要求所设计的系统成像清晰，显微物镜放大倍率为

25 X,物方数值孔径NA=0.4,物高为1mn左右。

(3)对所设计的相机光学系统进行zemax软件仿真工作。

2、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。

时间安排：

2010628做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。

2010628-6.30 查阅相关资料，并复习所设计内容的基本理论知识。

2010.7.1-7.8 学习zemax软件，对相机光学系统进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。

2010.7.9提交课程设计报告，进行答辩。

指导教师签名:

系主任(或责任教师)签名:

摘要 ....................................................................... ..... ABSTRACT ................................................................................... II.

1绪论 (1)

2物镜设计方案 (2)

3物镜设计参数及镜片选择 (3)

3.1物镜的数值孔径 (3)

3.2物镜的鉴别率 (3)

3.3物镜的有效放大倍数 (4)

3.4垂直鉴别率 (5)

3.5实际参数确定 (5)

4 25X显微镜物镜光学系统仿真过程 (6)

4.1选择初始结构并设置参数 (6)

4.2自动优化 (6)

4.3物镜的光线像差(R AY A BERRATION )分析 (8)

4.4物镜的波像均方差(OPD)分析 (9)

4.5物镜的光学传递函数(MTF)分析 (9)

4.6最终仿真参数分析 (10)

5心得体会 (11)

6参考文献 (12)

物镜是显微镜最重要的光学部件，利用光线使被检物体第一次成象，因而直接关系和影响成象的质量和各项光学技术参数，是衡量一台显微镜质量的首要标准。

物镜的结构复杂，制作精密，由于对象差的校正，金属的物镜筒内由相隔一定距离并被固定的透镜组组合而成•物镜有许多具体的要求，如合轴,齐焦•

现代显微物镜已达到高度完善，其数值孔径已接近极限，视场中心的分辨率与理论值之区别已微乎其微•但继续增大显微物镜视场与提高视场边缘成象质量的可能性仍然存在这种研究工作，至今仍在进行。

本次课设主要是应用ZEMAXt学设计软件，设计出25X显微镜物镜光学系统。经过计算机优化一系统分析一微调参数一改变参数变量一再次进行优化反复过程之后，设计出了能够很好的消除系统像差的非球面物镜和整个光学系统，使得成像光斑达到了衍射极限。分析和评价模拟结果的点列图、波像均方差、波前均方差、光学传递函数等参数，设计出符合设计要求的显微物镜。

关键词：显微物镜；ZEMA；优化；光学系统

Abstract

The most important objective is microscope optical components, use light was the first object, so direct relati on with little in flue nee imagi ng quality and tech ni cal parametersof the optical microscope, is the primary measure a quality sta ndard.

The structure is complex, objective, becauseof poor precision calibration, metal objects from the telescope in a certain distance apart and fixed lens groups. There are many specific objective requireme nts, such as close to axis.

Moder n microscope objectives, it has already reached the height already n eari ng their limits numerical aperture, view of theoretical resolution of the center with little difference has a n arrow-sized microscope objectives. The view and improve the quality of imagi ng edge view, this study is still possible, still in the works.

This class is main ly applied set ZEMAX optical desig n software, desig n and x microscope optical system accurately. Through computer optimization, system analysis - fine-tuning parameters - cha nging parameters optimized variables - aga in after repeated process, desig ned to eliminate system as the objectives and poor aspheric optics system, make whole disk image reached diffraction limit. The simulated results of analysis and evaluation, point a wave of varia nce, the mea n square error, optical tran smissi on fun cti on parameters, desig ned comply with the desig n requireme nts of the microscope objectives.

Keywords: microscope objectives, ZEMAX, Optimizati on, Optical systems