光学设计方法及有关重要说明
光学透镜设计及应用研究
光学透镜设计及应用研究第一章：绪论光学透镜是光学系统中的核心部件之一，具有对光线的聚焦和分散作用。
通过合理的透镜设计可以实现多种光学应用，如成像、激光聚焦和光学通信等。
本文将探讨光学透镜的设计原理和应用研究。
第二章：光学透镜的基本原理2.1 光学透镜的种类根据透镜的形状和功能，光学透镜可以分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜能够将平行光线聚焦到一个点上，称为实焦；而凹透镜则将平行光线分散开来。
2.2 光学透镜的光学参数光学透镜的光学参数主要包括焦距、倍率、孔径和相对孔径等。
理解并合理运用这些参数是进行透镜设计的关键。
2.3 光学透镜的成像原理光学透镜能够通过折射和反射来实现光线的聚焦和分散，从而实现物体的成像。
了解光学透镜的成像原理是进行透镜设计和应用研究的基础。
第三章：光学透镜的设计方法3.1 光学透镜的设计流程光学透镜的设计流程包括需求分析、初始设计、优化设计和制造验证等步骤。
只有经过细致严谨的设计流程，才能得到高质量的光学透镜。
3.2 光学透镜的优化方法光学透镜的设计优化方法主要包括非球面透镜设计、渐变折射率透镜设计和双面透镜设计等。
这些方法能够提高透镜的成像质量和性能。
3.3 光学透镜的制造技术光学透镜的制造技术包括传统的加工技术和先进的光学制造技术。
如何选择合适的制造技术对透镜的性能和成本具有重要影响。
第四章：光学透镜的应用研究4.1 光学成像系统光学透镜在成像系统中起到关键作用，如相机镜头、显微镜和望远镜等。
了解光学透镜在不同成像系统中的应用，可以有效提升成像效果。
4.2 光学系统的激光聚焦激光聚焦是激光技术中的重要应用之一，光学透镜能够将激光束聚焦到极小的焦点上。
探索激光聚焦的原理和方法，有助于发展激光加工和光学通信等领域。
4.3 光学通信系统光学透镜在光学通信系统中也有广泛应用，如光纤通信和光无线通信等。
优化设计光学透镜能够提高光信号的传输效率和质量。
第五章：光学透镜设计与应用的前景展望随着科学技术的不断进步和发展, 光学透镜设计和应用也将迎来更广阔的发展前景。
光学器件的设计与优化
光学器件的设计与优化光学器件是光学系统中不可或缺的组成部分，它们的设计与优化对于光学系统的性能起着至关重要的作用。
本文将探讨光学器件的设计原则，以及如何进行优化以获得更好的性能和效果。
一、光学器件的设计原则在设计光学器件之前，我们首先需要了解一些基本的设计原则。
以下是几个光学器件设计的重要原则：1. 光学路径规划：光学器件设计的第一步是确定光学路径和光学元件的摆放位置。
通过合理规划光学路径可以降低光学系统的光损耗，并确保光线的传输符合设计要求。
2. 光学材料选择：在光学器件的设计过程中，选择适合的光学材料对于器件性能至关重要。
材料的折射率、透明度、热稳定性以及光学非线性等特性需要被充分考虑。
3. 光学参数优化：光学器件的设计过程中需要对一些重要的光学参数进行优化，以达到预期的性能。
例如，光学元件的曲率半径、厚度、几何形状等关键参数需要根据设计要求进行调整和优化。
二、常见1. 透镜设计与优化透镜是光学器件中应用最广泛的一种，用于聚焦或分散光线。
为了获得更好的成像质量，透镜的设计和优化是十分重要的。
在透镜设计时，需要考虑的因素包括曲率半径、透镜直径、透镜材料以及透镜的形状等。
通过光学模拟软件，可以对透镜进行优化，以获得更好的成像效果。
2. 激光器设计与优化激光器是一种可以产生激光光束的器件，其设计与优化对于光学通信、医学和科研等领域至关重要。
在激光器的设计中，需要优化的关键参数包括激光波长、激光功率、散束角度以及激光的光束质量等。
通过精确的设计和优化，可以提高激光器的性能和稳定性。
3. 光纤器件设计与优化光纤器件包括光纤连接器、分波器、光纤放大器等，它们能够有效地传输和控制光信号。
在光纤器件的设计与优化中，关键考虑因素包括光纤的损耗、连接的稳定性以及信号的传输质量等。
通过合理的设计和优化，可以提高光纤器件的性能和可靠性。
三、光学器件设计过程中的优化方法1. 模拟仿真优化模拟仿真是光学器件设计与优化过程中常用的方法之一。
光学设计课程设计报告
光学设计课程设计报告一、教学目标本课程旨在让学生掌握光学设计的基本原理和方法，培养学生的动手能力和创新精神。
具体目标如下：1.知识目标：学生能熟练掌握光学设计的基本概念、原理和公式，了解光学设计的应用领域和发展趋势。
2.技能目标：学生能运用光学设计软件进行简单的光学系统设计，具备实际操作能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对光学设计的兴趣，提高学生的科学素养，使学生认识到光学设计在现代科技中的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学设计的基本原理、光学系统的设计方法、光学设计软件的使用等。
具体安排如下：1.光学设计的基本原理：包括光的传播、反射、折射等基本现象，以及光学元件的性质和功能。
2.光学系统的设计方法：包括几何光学设计、物理光学设计等方法，以及光学系统性能的评价指标。
3.光学设计软件的使用：学习Zemax、LightTools等光学设计软件的操作方法，进行实际的光学系统设计。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解光学设计的基本原理和公式，使学生掌握基础知识。
2.讨论法：引导学生就光学系统设计方法进行讨论，提高学生的思考能力。
3.案例分析法：分析具体的光学设计案例，使学生了解光学设计在实际应用中的重要性。
4.实验法：利用光学实验设备，让学生动手进行光学系统的设计和测试，培养学生的实践能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括：1.教材：《光学设计基础》等教材，为学生提供理论知识的学习。
2.参考书：《光学设计手册》等参考书，为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料：包括教学PPT、视频等，为学生提供直观的学习体验。
4.实验设备：包括光学显微镜、望远镜等，为学生提供实践操作的机会。
以上教学资源将共同支持本课程的教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂提问、讨论、实验操作等方式，评估学生的参与度和实际操作能力。
光学设计与制造技术的研究与应用
光学设计与制造技术的研究与应用一、引言光学设计与制造技术是光学科学及工程领域中的重要分支，它是通过应用物理学和数学方法，以及现代计算机仿真技术，进行光学系统的设计和制造。
光学系统是由光学元件和光源构成的，它在现代社会中应用广泛，如光学成像、激光制造、精密制造等领域。
本文旨在探讨光学设计与制造技术的研究与应用。
二、光学设计的原理与方法1. 光学设计原理光学设计是基于光学原理，以达到特定视觉效果的规划方法。
光学原理是指光学现象，如反射、折射、干涉和衍射等现象。
在光学设计中，为了达到特定的视觉效果，需要应用光学原理和折射率等基本参数，通过计算和仿真实现光学系统的设计。
如在摄像机镜头的光学设计中，需要考虑成像质量，即尽量减少成像过程中的光学畸变，提升成像质量等。
2. 光学设计方法光学设计是基于物理学和数学的模拟设计，一般分为带光学软件和手计算两种方法。
带光学软件的方法可以根据设计参数，通过计算机仿真进行光学元件参数的优化和不同因素的弥补。
手计算方法一般适用于光学系统均有规律的情况下，相比计算机仿真更加精确，常用于非凸线面透镜、不均匀厚度透镜的设计等。
三、光学制造的技术与应用1. 光学制造技术光学制造技术是基于光学设计的理论基础，其目的是将设计出的光学元件制造出来，达到理论设计的要求。
光学制造技术包括单点加工、NC加工、玻璃成型、钢化等技术，其中以金刚石单点加工技术最为重要。
单点加工是指以钻头为刀具，通过摆动和转动钻头，对玻璃、石英等硬度较高的材料进行加工，通过精密控制钻头的位置和切削速度，达到高精度的加工要求。
2. 光学制造应用光学制造应用广泛，在现代社会中已成为不可或缺的产业。
其中最重要的应用为摄像机、光学仪器、激光制造等。
在摄像机领域中，镜头的性能直接决定了成像质量，因此采用高精度的光学制造技术，能够保证摄像机成像的质量。
在光学仪器领域中，通过光学制造技术，如单点加工、NC加工等，能够生产出精度高的光学元件，在激光制造中，通过光学加工技术，能够实现微米级别的制造要求，为现代工业的发展提供了强有力的支撑。
共形光学设计-概述说明以及解释
共形光学设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述共性光学设计是光学工程领域中的一项重要研究内容。
它致力于设计和优化具有特定形状的光学元件，以改善光学系统的性能和效果。
相较于传统的非共形光学元件，共形光学设计的目标在于将光的传播路径与光学元件的形状相匹配，实现对光线的更准确控制和更高的光学性能。
共形光学的基本原理是通过在元件的表面上精确地雕刻成特定形状的曲面，使得光线在其内部传播时能够保持其轨迹不变。
这一特性使得共形光学元件能够消除光学系统中的畸变、色差等问题，提高系统的分辨率、聚焦能力和光学传输效率。
共形光学设计的应用非常广泛，涵盖了许多领域，包括光学显微镜、摄影镜头、激光聚焦系统等。
通过合理设计和优化共形光学元件，可以获得更高的光学分辨率、更大的透明孔径和更低的色差，从而提升光学系统的整体性能。
在本文中，我们将首先解析共形光学的概念，探讨其基本原理和特性。
随后，我们将介绍共形光学设计的原理和方法，包括基于几何光学和物理光学的设计理论。
最后，我们将总结共形光学设计的优势和应用前景，并展望其在未来的发展方向。
通过深入了解共形光学设计的概念和原理，我们可以更好地理解其在光学领域中的应用价值和意义。
同时，这也为我们进一步探索和研究共形光学设计提供了理论基础和方法指导。
在未来的研究和实践中，共形光学设计将继续发挥重要的作用，并对光学系统的性能和效果带来持续的提升。
文章结构部分的内容可以写成这样：1.2 文章结构本文共分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
在引言部分，我们将进行对共形光学设计的概述，介绍其基本概念和相关背景知识。
同时，我们还会阐述文章的目的，让读者清楚了解本文的研究方向和意义。
在正文部分，我们将首先对共形光学进行深入的解析，探讨其概念、原理和应用。
其次，我们将详细介绍共形光学设计的原理，包括设计方法、优化算法等方面的内容。
通过这一部分的阐述，读者可以全面了解共形光学设计的理论基础和实际应用。
光学设计(包括LED及传统光学)
根据θ～α的关系，求出反射器曲面形状，这是计算反射器的第二步。其 中包括： 1.用公式计算光源光线间隔角度中反射面与轴线夹角β； 2.列表写出光源光线间隔角度θ和β角的正切值； 3.以光源置放点为原点，光轴(对称轴)为x轴，写出从光源发出的各光线 间隔角度上光线的方程：y=tgθx； 4.设反射器起始于第一点的坐标是x0y0，它的斜率为tgβ0，则反射器上第 一段的折线方程为：y-y0=(x-x0)tgβ； 5.计算该线段与下一个光线间隔角度的交点x1y1，即解下述方程组： y1-y0=(x1-x0)tgβ0 y1=tgθx1 6.重复过程5，计算下一个点，不同的是将x1y1的值作为x0，y0来处理，β0 与tgθ另取新的值； 7.完成上述全过程就可得到—个需要的反射器曲线。
△Fα 5l l67 329 498 437 l89 174 25 l870
表4： 角度α 0 l0 10 30 0 2l8 20 547 30 l045 40 l482 50 l67l 60 l845 70 l870 80 90 l00 l10 l20
确定θ～α关系方法之一 — 图表计算法：
例： 已知：需要设计—个具有下图配光曲线的反射器，(该反射器配光较宽， S／H=1.5，S／H称作距高比)。 步骤： 1.选择配光曲线中光线间隔角度，例如 取10°进行分划，用每环带中的中位角 度上光强与该环带昀环带常数相乘得各 环带内的光通量，见下表1。分划角度越 小，准确度越高。
图1
2.计算在光源光分布和出射光束光分布中各个角度间隔内的立体角； 3.采用光通增量=光强×立体角增量的公式计算各问隔内的光通，其中光 强由光源光分布和出射光束光分布中提供，往往取间隔角度的中值角上 的值； 4.找出光源能提供的光通和光束中需要的光通之差值，得到折换系数， 统一二者的差异； 5.找出光源在某个θ角间隔内能提供的光通正好和光束在某个α角间隔 内需要光通相一致的对应关系，即××θ角内的光线射到××α角中去 的θ～α关系。
光电系统设计——方法、实用技术及应用
光电系统设计是一门涉及光学、电子和通信等多个领域知识的综合型学科，其在现代科技和工程领域中起着至关重要的作用。
光电系统的设计与应用涉及到光学元件、光电子器件、光电传感器、光电子通信等多个方面，涵盖了生产制造、信息传输、医疗健康、军事安全等各个领域。
本文将从方法、实用技术和应用三个方面对光电系统设计进行探讨。
一、方法1.1 光电系统设计的基本原理光电系统的设计主要基于光学原理和电子技术，通过光学元件和光电子器件的相互作用进行信息的采集、处理和传输。
其中，光学原理涉及到光的传播、反射、折射、色散等现象，而电子技术则包括了电磁波的接收、放大、调制、解调、数字化等技术手段。
1.2 光电系统设计的步骤光电系统设计的步骤一般包括需求分析、系统设计、元器件选型、系统集成、性能测试和应用推广等环节。
在需求分析阶段，需要明确系统的功能要求、使用环境和工作条件等信息；在系统设计阶段，需要根据需求分析的结果，确定系统的整体结构、功能模块和工作流程；在元器件选型阶段，需要根据设计要求，选择合适的光学元件、光电子器件和电子元器件；在系统集成阶段，需要进行硬件和软件的集成，确保系统的稳定运行和性能优良；在性能测试阶段，需要对系统进行功能测试和性能指标测试，以验证系统设计的有效性和可靠性；在应用推广阶段，需要将设计完成的光电系统投入到实际应用中，提高系统的经济效益和社会效益。
1.3 光电系统设计的关键技术在光电系统设计中，有一些关键技术是需要重点掌握和应用的，包括了光学成像技术、光电传感技术、光电通信技术、光电显示技术、光电测量技术等。
在这些技术中，光学成像技术是指利用光学器件将目标物体的信息转化为光学图像，用于观测和分析；光电传感技术是指利用光电传感器对光信号进行转换和探测，用于环境监测、医疗检测等领域；光电通信技术是指利用光纤或光无线传输技术进行信息通信和数据传输，具有高速、大容量和抗干扰能力强的特点；光电显示技术是指利用光电子器件将电子信号转化为光信号，进行信息显示和图像展示；光电测量技术是指利用光学测量原理获取目标物体的尺寸、形状、位置等信息，用于工程测量和科学研究等领域。
非成像光学系统设计方法与实例
非成像光学系统设计方法与实例近些年来，随着光电子学领域的发展，非成像光学系统的应用也变得越来越广泛。
非成像光学系统结构的设计可以使得较大的成像范围和较高的分辨率实现。
因此，对于如何设计出性能优良的非成像光学系统，具有重要的理论意义和应用价值。
首先，在设计非成像光学系统前，需要了解实际应用系统的参数，尤其是要明确被测量物体的形状和尺寸、检测要求和系统运行条件等，以便确定非成像系统的大致结构和性能参数，从而控制系统结构设计和性能测试。
其次，需要确定非成像光学系统的成像原理，即明确系统在获取照片和信号时应该采用何种成像方法，包括一般的折射式成像和反射式成像。
再者，要确定系统所使用的摄像机类型，现代技术支持多种摄像功能，如反射式、折射式、广角式等，可满足不同场景的不同检测要求。
然后，在设计非成像光学系统时，某些结构要素可以通过光学计算机软件来计算，如光学体积参数、衍射像差、像差的稳定性等，为了确保系统最终结构的稳定性，这些计算是必要的。
最后，非成像光学系统的设计需要对系统性能进行测试，确保系统入射及出射特性符合预期，并确保安装后系统的精度和稳定性，以确保系统性能良好。
以上就是关于非成像光学系统设计方法和实例的简要介绍。
在设计非成像光学系统时，要求严格按照设计理论、测试实验和性能稳定性检验，并对设计方案进行有效的反馈，以确保系统的可靠性和可操作性。
在实践中，许多研究机构已经开发了多种非成像光学系统，如反射式非成像系统、光电折射式非成像系统、多普勒型非成像系统等，其中最常用的是反射式非成像系统，由于其表面反射率高，适用于检测远距离物体或高照度场景。
例如，采用反射式非成像光学系统可以实现远距离目标自动采集(AGC)，从而获得高精度、高可靠的计算结果。
此外，光电折射式非成像系统也被广泛应用，其结构比较简单，可以实现动态追踪及多普勒数据采集，适用于各种复杂检测环境。
这种系统拥有自适应性强、获取数据快速等优点，适合智能型高速检测。
光学设计实验实验报告
实验名称：光学系统设计实验日期：2023年4月10日实验地点：光学实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 熟悉光学系统设计的基本原理和方法。
2. 学会使用光学设计软件进行光学系统的设计。
3. 通过实验，提高对光学系统性能参数的评估能力。
二、实验原理光学系统设计是根据光学系统的性能要求，运用光学原理和设计方法，选择合适的元件，确定光学系统的结构参数和光学元件的尺寸。
本实验采用ZEMAX软件进行光学系统设计。
三、实验内容1. 设计一个具有特定性能要求的光学系统。
2. 使用ZEMAX软件进行光学系统设计。
3. 优化光学系统，提高其性能。
4. 分析光学系统的性能参数。
四、实验步骤1. 设计光学系统根据实验要求，设计一个成像系统，要求物距为100mm，像距为150mm，放大倍数为1.5倍，系统分辨率为0.1角秒。
2. 使用ZEMAX软件进行光学系统设计（1）创建新的光学设计项目，设置系统参数。
（2）选择合适的透镜材料，创建透镜元件。
（3）根据设计要求，设置透镜的尺寸和位置。
（4）创建光阑，设置光阑的位置和尺寸。
（5）创建探测器，设置探测器的尺寸和位置。
3. 优化光学系统（1）调整透镜的形状和位置，优化系统性能。
（2）调整光阑的位置和尺寸，提高系统分辨率。
（3）调整探测器的位置和尺寸，提高系统成像质量。
4. 分析光学系统的性能参数（1）计算系统的MTF（调制传递函数）和ROI（光圈直径）。
（2）分析系统的像差，包括球差、彗差、场曲、畸变等。
（3）计算系统的入射光束和出射光束的传播方向和光强分布。
五、实验结果与分析1. 光学系统设计结果根据实验要求，设计了一个成像系统，其物距为100mm，像距为150mm，放大倍数为1.5倍，系统分辨率为0.1角秒。
使用ZEMAX软件进行设计，最终得到一个满足要求的光学系统。
2. 光学系统性能分析（1）MTF分析：根据ZEMAX软件的计算结果，该系统的MTF在0.1角秒处达到0.25，满足设计要求。
3c相机镜头光源基础知识及光学系统选型设计方法
3c相机镜头光源基础知识及光学系统选型设计方法3C相机镜头光源基础知识及光学系统选型设计方法1. 前言在数字相机领域，镜头是至关重要的组成部分之一。
它的质量和性能直接影响相机的成像效果。
而要了解镜头光源基础知识及光学系统选型设计方法，首先需要掌握光学基础知识，了解光的传播和干扰现象，以及不同光源的特点和适用场景。
2. 光学基础知识光学是研究光的传播、干扰和折射等现象的学科。
光的传播是通过光线完成的，它具有波粒二象性。
在光学中，我们经常会使用光的波动模型和几何模型来进行分析。
2.1 光的传播光是通过光源发出的电磁波，其传播遵循直线传播的几何光学原理，即光线模型。
光线在空气、玻璃等介质中传播时会发生折射和反射，这是由光的波动性质决定的。
2.2 光的干扰光的干扰是指两束或多束光线在空间中相遇时，相互干涉和衍射的现象。
干涉是指光线的互相叠加和相长相消的现象，衍射是指光线通过障碍物或孔径时发生偏折和扩散的现象。
3. 光源基础知识在摄影领域，不同的光源具有不同的特点和效果。
常见的光源有自然光、白炽灯、荧光灯、LED等。
光源的色温、亮度、光线的色彩饱和度等参数都会对拍摄的效果产生影响。
3.1 自然光自然光是指来自太阳的光线，它的色温与太阳的高度和时间相关，早晨和傍晚的自然光偏暖色调，中午的自然光偏冷色调。
自然光的光线比较柔和和均匀，适合拍摄风景和人物照片。
3.2 白炽灯白炽灯是一种传统的光源，它具有较高的色温和较低的色彩饱和度。
白炽灯下的拍摄会使照片呈现出暖色调，给人一种温暖和亲切的感觉。
但是由于白炽灯的光线比较黄，容易导致色彩偏差。
3.3 荧光灯荧光灯是一种常见的室内光源，它具有较高的色温和较高的色彩饱和度。
荧光灯下的拍摄会使照片呈现出冷色调，给人一种冷静和清爽的感觉。
但是由于荧光灯的光线比较刺眼，容易导致眼睛疲劳。
3.4 LEDLED是一种较新的光源，它具有较高的色温和较高的色彩饱和度。
LED灯下的拍摄可以根据需要调节光线的色温和亮度，适用于各种场景的拍摄。
(完整版)光学设计zemax
➢ Sort by Surface 将现有各项Operands 以 Surface number 排序(递增)
➢ Sort by Type 将现有各项Operands 以其类型排序 (递增)
➢ Save 将现有的Tolerance Data 存入一个文件
差) ➢TSTX,TSTY(光学零件表面允许倾斜偏心公
差)
2014.9
光学系统设计
公差操作数（续）
➢TIRR（球差的一半与象散的一半表示的表 面不规则度，单位是光圈单位）
➢TIND(d光折射率允许偏差) ➢TABB(阿贝常数允许偏差)
2014.9
光学系统设计
➢上述设定完成之后，即可进行公差分析 ➢Tools---Tolerancing
2014.9
光学系统设计
➢每个镜片加工公司都有自己的样板库，如 “changchun.tpd”是长春理工某附属工厂 （可见光镜片）、“beijing.tpd”是北京蓝斯 泰克光电（红外镜片）的样板库等。
➢将这些tpd文件拷入“C:\ZEMAX\Testplat”目 录即可进行相应的比对
2014.9
2014.9
光学系统设计
2014.9
光学系统设计
➢Fast Tolerance Mode:
• 此项仅对近轴后焦偏差视为补偿器 (Compensator) 时有效。即在 Tolerances Data Editor 中存在一行有关后焦的补 偿器设定。在Default Tolerance 中选中 Use Focus Comp 就可以生成此补偿器的设定。 此模式比一般模式（没有选中此项）的运算模 式快50 倍。
光学设计总结知识点
光学设计总结知识点光学设计是一门综合性的学科，涉及光学原理、设计方法、软件应用等多个方面。
在光学设计中，掌握一些关键的知识点对于设计出高质量的光学系统至关重要。
本文将就光学设计的几个重要知识点进行总结，以帮助读者更好地理解和应用光学设计原理。
一、光学传输矩阵光学传输矩阵是光学设计中常用的一种数学工具，用于描述光线在光学系统中的传输规律。
光学传输矩阵能够将入射光线的位置、方向以及光线的传输路径等信息与出射光线的位置、方向等信息相联系。
通过光学传输矩阵，设计者可以快速计算光学系统中各个元件的参数以及光线的传输特性。
光学传输矩阵的计算方法多种多样，常见的有雅克比矩阵法、ABCD矩阵法等。
其中，ABCD矩阵法是最常用的一种方法，它基于光线的矢量表达，可用于描述球面透镜、薄透镜、光纤等光学元件的传输特性。
二、光学材料参数光学材料参数是指描述光学材料光学性质的一组参数，其中包括折射率、色散性质以及吸收性质等。
在光学设计中，准确地了解和使用光学材料参数是非常重要的。
不同的光学材料具有不同的折射率、色散性质和吸收性质，这些参数对于光学系统的设计和性能有重要影响。
折射率是光学材料重要的光学参数之一，它描述了光线在材料中的传播速度和传播方向的变化情况。
对于不同的波长和入射角，光的折射率一般是有变化的，因此在光学设计中需要考虑光学材料的色散性质。
三、光学设计软件光学设计软件是进行光学系统设计的重要工具，它能够帮助设计者进行光线追迹、光学优化以及系统性能分析等工作。
目前市场上存在着众多的光学设计软件，其中一些常用的有ZEMAX、CODE V、LightTools等。
在使用光学设计软件时，设计者需要了解软件的使用方法以及相关光学原理和设计原则。
只有熟练掌握光学设计软件的使用技巧，并结合光学设计的基本知识，才能更好地进行光学系统设计和优化工作。
四、光学系统的图像质量评价光学系统的图像质量评价是光学设计中的一个重要环节，它用于评估光学系统产生的图像质量是否满足设计要求。
LED的光学设计知识以及应用
LED照明光学系统具体分析
反射杯的光学分析： 我们常见的反射杯有两种，如下图所示：
平面型
曲面型
反射杯的形状和开口大小直接影响到整个系统的出光角度即光强分布曲线。 我们通过光线的反射定律很容易就能判断出一个光源经过反射杯后大概的出 光情况。我们举几个例子看一下，下面几个图是同一光源的相同的三条光线 经过不同反射杯后的出光情况。
背光源光学系统的具体分析
（2）如果导光板为一楔行板，且不做任何处理，假设有三条光线由导光板 内射出，在分界面上红色和绿色光线的入射角都小于Im，而蓝色光线入射角 大于Im，那么根据反射定律和折射定律我们就可以得到这三条光线传播路 径，如下图所示，红，绿光线都可以直接折射出导光板，而蓝色光线经过几 次反射后最终也可以射出。
LED照明光学设计案例（1）
用我们前面模拟的光源，再加一个反射杯做一个实际应用的模拟。我们的要求是LED光 源在加上反射杯后能在一米远处呈现一个比较均匀的光斑，光斑的直径在150mm左 右。 我们先看一下模拟结果
LED照明光学设计案例（2）
从上面模拟出的数据可以看出，最后的结果基本符合要求，但还存在 问题： （1）光源发出30000条光线，但在接受屏上只有11799条光线，这 说明还有很多光线并没有到接受屏上； 解决方法：我们希望尽可能多的把光线集中到接受屏上，那就要使整 个系统的发光角度变小。右下角是光强分布图，我们要做的就是把半 值角再减小，光线更集中。 具体方法： （1）改变光源的位置 （2）更换光源 （3）更换反射杯 （4）增加透镜
光学设计基础知识
－主要针对LED封装、LED照明以及背光源
CHOUCHOUYU 2008.4.28
光学设计理论知识
光具有波动性和粒子性，但在应用光学的范围内，光是作 为波动来讲的，它具有波动的一切特性，比如波长、频 率、以及传播速度等。(光波的传播速度ν=c/n) 在后面的讨论中，我们常用“光线”一词，这是一个几何概 念，只是指出光波向空间传播的方向而已。一些光线的集 合就称为光束。 光线的基本性质即几何光学的基本定理：
光学设计中的o点要求-概述说明以及解释
光学设计中的o点要求-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在光学设计中，o点是一个非常重要的概念，它代表着光学系统中的光轴焦点或物方焦点。
o点的位置和性质对光学系统的成像质量有着重要的影响。
因此，正确地满足o点要求是光学设计中的关键问题之一。
本文将围绕光学设计中o点要求展开讨论，首先介绍o点的概念和作用，然后探讨o点在光学设计中的重要性，最后分析影响o点要求的因素。
通过对这些内容的探讨，我们可以更深入地了解o点在光学设计中的重要性，为优化光学系统设计提供指导。
1.2文章结构1.2 文章结构本文共分为三个部分，即引言、正文和结论。
在引言部分，将对o点要求进行概述，介绍文章的结构和目的。
正文部分将详细讨论o点的概念和作用，以及o点在光学设计中的重要性。
同时还会分析影响o点要求的因素。
最后，在结论部分将总结o点要求的重要性，提出光学设计中o点要求的建议，并展望未来o点要求的发展方向。
1.3 目的本文的目的是探讨光学设计中的o点要求，分析其概念及作用，并深入研究o点在光学设计中的重要性。
通过分析影响o点要求的因素，帮助读者更好地理解和应用o点要求的概念，提高光学系统的设计效率和性能。
最终旨在总结o点要求的重要性，提出相关建议，并展望未来o点要求的发展方向，从而推动光学设计领域的发展和创新。
2.正文2.1 o点的概念和作用在光学设计中，o点是指物距等于像距的特殊位置，也被称为主焦点或者物方焦点。
在凸透镜或者凹透镜中，o点是与透镜相连的主光轴上的一个点，其特点是经过o点射入透镜的平行光线会经透镜后汇聚到o点处。
o点的位置决定了透镜的物像关系和焦距大小。
o点在光学设计中具有非常重要的作用。
首先，o点的确定直接影响了透镜的成像质量和焦距大小。
通过调整o点的位置，可以实现对透镜成像效果的调节和优化，从而满足不同应用领域对成像质量的要求。
其次，o点也是光学系统设计中重要的参考点之一。
在设计复杂光学系统时，o点的位置和性质需要与其他光学元件的参数相匹配，以保证整个系统的稳定性和功能完整性。
鼠标的光学设计及DPI灵敏度选择
鼠标的光学设计及DPI灵敏度选择鼠标是我们日常电脑操作中不可或缺的一部分，它的设计特点和灵敏度选择对于我们的使用体验至关重要。
本文将探讨鼠标的光学设计原理以及如何选择适合自己的DPI灵敏度。
一、光学设计原理鼠标的光学设计基于光电效应，通过感应鼠标底部传感器接收反射光，并将其转化为电信号。
常见的鼠标光学设计有机械式和光电二极管式。
1. 机械式光学鼠标机械式光学鼠标采用红外线LED和光学传感器来感应移动。
它利用光学透镜的折射原理来获取鼠标的移动轨迹。
相比传统的旋转滚轮鼠标，机械式光学鼠标无需清洁滚轮内部的物体，具有更好的耐久性和准确性。
2. 光电二极管式光学鼠标光电二极管式光学鼠标则采用红光激光二极管来照亮光电鼠标底部，并通过反射光传感器感应鼠标的运动。
这种设计减少了鼠标底部零件的磨损，并提供更高的灵敏度和精准度。
二、DPI灵敏度选择DPI（dots per inch）是指每英寸的点数，也用于描述鼠标的灵敏度。
较高的DPI值意味着鼠标移动时光标在屏幕上的移动速度更快，而较低的DPI值则使光标移动速度更慢。
选择适合自己的DPI灵敏度对于不同的使用场景和个人需求很重要。
以下是一些建议供参考：1. 图形设计和游戏对于图形设计师和游戏玩家来说，精准度和快速反应是至关重要的。
因此，较高的DPI值可以提供更快的鼠标响应速度和准确性，使操作更加灵活。
2. 办公和日常使用在办公和日常使用中，较低的DPI值可能更加适合。
这样可以使光标移动更加平稳，减少不必要的误触和反应过度。
同时，低DPI还有助于节省鼠标行程，减轻手部负担，预防手部疲劳和损伤。
3. 可调节DPI鼠标现如今，许多鼠标都提供了可调节DPI的功能，用户可以根据自己的需求进行设置。
这种类型的鼠标允许用户根据具体任务和场景进行DPI灵敏度的调整，找到最佳的使用体验。
综上所述，鼠标的光学设计和DPI灵敏度选择直接影响着用户的使用体验。
根据自己的需求和使用场景，选择适合自己的鼠标光学设计和DPI灵敏度是非常重要的。
激光准直透镜光学设计
激光准直透镜光学设计激光准直透镜是一种广泛应用于光学系统中的重要光学元件。
它能够将入射光束进行准直，使其变为平行光束，有助于光束的传输和聚焦。
本文将主要介绍激光准直透镜的光学设计原理、常见的设计方法以及一些应用实例。
激光准直透镜的光学设计原理主要基于几何光学的理论。
准直透镜可以通过选择适当的镜面曲率和厚度来实现光束准直的效果。
当光线通过透镜时，它们会遵循折射定律，即入射角和折射角之间的关系。
通过调节透镜的曲率和厚度，可以改变光线的折射角，从而实现光束的准直。
对于激光准直透镜的光学设计，常见的方法包括基于光线追迹的方法和基于几何光学的解析法。
光线追迹的方法可以通过计算入射光线的传播路径来确定透镜的形状和位置。
解析法则是通过建立透镜的光学模型来计算透镜的曲率和厚度。
这些方法可以根据实际需求选择合适的设计方法。
在激光准直透镜的应用中，有些重要的因素需要考虑。
首先是透镜的材料选择。
激光准直透镜通常要求具有良好的耐热性和较低的吸收率，以避免材料吸收激光能量从而引起热效应。
常用的材料包括硅、石英和光学玻璃等。
其次是透镜的曲率和厚度。
根据光束的直径和焦距，可以计算透镜的曲率和厚度，从而实现光束的准直效果。
此外，还需要考虑透镜的直径和形状，以适应实际应用中的光路要求。
激光准直透镜在实际应用中有许多重要的应用实例。
其中一个重要的应用是激光加工。
通过使用准直透镜，可以将激光光束准直后聚焦到工件表面，实现精细的切割、打孔和焊接等加工过程。
此外，激光准直透镜还可以用于激光测距仪、激光雷达和光通信等领域。
综上所述，激光准直透镜是一种重要的光学元件，具有广泛的应用前景。
对于激光准直透镜的光学设计，可以根据实际需求选择合适的方法进行设计，考虑透镜的材料、曲率和厚度等因素。
通过合理设计和选择，可以实现光束的准直效果，满足不同应用领域的需求。
光学镜头的设计及性能研究
光学镜头的设计及性能研究光学镜头是摄影、数码相机等光学仪器中的至关重要组件，其质量的好坏与相片的清晰度、色彩还原度等相关因素息息相关。
在光学镜头的设计及性能研究中，涉及到的知识领域涵盖了光学、物理、数学等多个方面。
下面，我们就来探讨光学镜头的设计及性能研究的相关问题。
一、光学镜头的设计原理光学镜头的设计原理是利用光的折射、反射、散射等现象，对光线进行控制，从而达到改变图像的大小、清晰度、畸变度等效果。
光学镜头的三个重要参数是焦距、光圈和视场角。
焦距指光线在通过透镜或反射镜时，从无穷远处经过透镜或反射镜汇聚到点的距离。
在拍摄时，焦距越大，成像的物体距离越远，也就意味着拍摄的范围越广。
光圈指光线在通过透镜时进入相机的孔径直径，它的大小决定了进入相机的光线的量。
在实际应用中，光圈越小，被拍摄的物体就越暗。
视场角指拍摄时所能拍摄到的范围，也就是画面的广度和高度。
视场角越大，则拍摄的画面越广。
二、光学镜头的性能参数光学镜头的性能参数会影响到相片的画面质量等方面。
在光学镜头的性能研究中，需要考虑到以下几个主要方面：1. 分辨率分辨率是指镜头成像的细节清晰度。
分辨率越高，则成像的细节越清晰。
因为成像的原理与装置有关，在选择镜头时要结合相机的像素选择。
2. 畸变镜头会存在某些形式的畸变。
畸变分为桶状畸变和枕形畸变两种。
解决畸变问题需要采用数学算法进行补偿，因此镜头的畸变问题直接影响到成像效果。
3. 光圈光圈的大小会影响相片的曝光。
如果光圈太大，曝光过度，相片就会变得过于亮；如果光圈太小，相片就会过于暗淡。
在不同的场景下，选择合适的光圈大小很关键。
4. 色散色散是指当不同色光线经过镜头时，会有不同程度的偏折现象。
使用低色散的镜头，可以减少色差问题，使拍摄的图片更加真实。
三、光学镜头的生产工艺在实际的光学镜头生产中，需要进行多道加工，这也是决定光学镜头成像效果的关键因素之一。
其中，下面是光学镜头主要的加工技术：1. 精密磨光技术精密磨光技术是光学镜头生产中的重要环节。
光学设计原理
光学设计原理
光学设计原理是指根据光的传播规律和物态关系，利用光学器件进行光学系统的设计和优化。
光学设计的基本原理包括折射、反射、衍射、干涉等。
折射是光从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
根据实际需求，可以选择不同的介质，使光线能够按照预定的路径传播。
折射的计算可根据斯涅尔定律进行，该定律表明了光线在两种介质的界面上的入射角和折射角之间的关系。
反射是光线遇到介质边界时，从另一种介质中返回的现象。
根据反射定律，入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角，该原理可用于设计反射式的光学系统，例如镜子或反射器件。
衍射是光线遇到孔径、边缘或薄缝时发生的现象。
衍射现象可以解释为光的波动性质导致的，根据衍射定律，被衍射的光线呈现出特定的干涉图样。
光学设计可以利用衍射原理，设计衍射光栅等光学元件。
干涉是两束或多束光线相互作用的结果。
干涉现象可以是构造干涉或衍射干涉，可以利用这种原理设计干涉仪、干涉滤波器等光学系统。
干涉定律描述了相干光束的干涉形式。
光学设计的过程需要根据具体的应用需求，确定光学系统的结构和参数。
需要考虑到光线的传播路径、传输损耗、光学元件
的特性等。
通过应用光学设计软件和数值优化方法，可以实现对光学系统的快速设计和优化。
光学设计 ppt课件
ppt课件
12
光路计算
在不同视场、不同孔径、不同色光等条件下，对大量光线， 用准确的三角方法，通过光线追迹计算出射光线。通过近轴 “光路计算”可求得理想像点的位置；通过实际光线的追迹并 与理想像比较得到的各像差值。可以做出各种表示像差的曲线， 有经验的设计师往往一看这些曲线就能知道系统的缺陷所在。
nd -1
分子是可见光谱段两个边界波长的折射率之差，分母是光学材料在 中间光谱的折射率与它在空气中折射率（相对于所有波长都是1）之差。
ppt课件
28
1.6 玻璃的特性
色散
一种测色散的方法是取比值：D
nF - nC nd -1
分子是可见光谱段两个边界波长的折射率之差，分母是光学材料在中间光 谱的折射率与它在空气中折射率（相对于所有波长都是1）之差。
ppt课件
14
系统的修改
随着计算机性能的不断提高，许多告诉计算机程序能用最小二 乘法同时修改几个参数以改变多种相差，为系统设计带来了巨大的 便利。
光学设计师在做镜头设计时，其中一部分既占据时间又消耗精 力的工作是系统一级以及三级的手动计算。
所谓系统的一级特性是指能用近轴公式描述的系统性质，包括 等效焦距和后焦距；F数；像的位置；像的大小；主面位置；顶点 与主面间的间隔；入瞳的大小和位置；出瞳的大小和位置；拉格朗 日不变量；轴向和横向色差等。
ppt课件
9
ppt课件
10
1.2 镜头的设计步骤
镜头要预先设计好才能加工，也就是说，要预先计算或规定好各组 元的表面曲率半径、厚度、空气间隔和口径，以及所采用的玻璃牌号。 这些正是光学设计师的主要共作。
影响镜头成像质量的各种像差， 可以通过改变镜头结构来消除或校正， 改动的镜头参数称为“自由度”，包 括各面的曲率半径、厚度与空气间隔、 各镜片所用玻璃的折射率和色散率， 以及孔径光阑的位置等。
光学设计子午面-概述说明以及解释
光学设计子午面-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述光学设计是一门研究光的传播、控制和应用的学科，广泛应用于光学器件、光学系统和光学仪器的设计与优化。
其中，子午面作为光学设计的重要概念和工具，在光学学科中扮演着非常关键的角色。
子午面，顾名思义，是指过透镜或曲面光学元件的主轴线与光学元件自身对称轴相重合的平面。
在子午面上，光线经过透镜或曲面光学元件时，其光线的传播路径相对简单，容易分析和计算。
因此，子午面在光学设计中被广泛应用于光学元件的分析、设计和优化中。
本文将详细介绍子午面的定义和特点，以及在光学设计中的应用。
在讨论子午面的特点时，将重点介绍其与主轴线和自身对称轴的关系，以及在子午面上光线传播的特点。
在讨论子午面在光学设计中的应用时，将从光学元件的参数设计、像差的分析和校正、光学系统的优化等方面进行阐述。
同时，将介绍一些常用的子午面设计的优化方法，包括曲面形状优化、厚度分布优化等。
通过本文的阐述，我们可以更加深入地了解子午面在光学设计中的重要性，以及它给光学设计带来的巨大的便利性和效益。
同时，我们也能够从光学设计中的启示和展望中，更好地认识到子午面在未来光学设计中的潜力和发展方向。
光学设计作为一门热门的研究领域，拥有广阔的发展空间和前景。
我们期待利用子午面这一强大的工具，为光学设计的发展和应用做出更大的贡献。
总而言之，本文将系统地介绍子午面在光学设计中的重要性、应用和发展方向。
通过对子午面的深入了解和研究，我们可以更好地发挥其优势，提高光学元件和光学系统的性能和效率，推动光学设计的进一步发展。
文章结构主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分对文章的背景和目的进行介绍，正文部分详细阐述了光学设计子午面的定义、特点以及在光学设计中的应用和优化方法，结论部分对子午面在光学设计中的重要性进行总结，并展望了对光学设计的启示。
最后以结束语作为文章的结尾，总结全文的主要内容。
文章结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 子午面的定义和特点2.2 光学设计中的子午面应用2.3 子午面设计的优化方法3. 结论3.1 总结子午面在光学设计中的重要性3.2 对光学设计的启示和展望3.3 结束语1.3 目的：本文旨在探讨光学设计中的子午面在实际应用中所具有的重要性，并介绍一些优化方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
引言
一、对光学系统的要 求
任何一种光学仪器的用 途和使用条件,必然会对 它的光学系统提出一定 的要求。
1、光学系统的基本特性：
NA或D/f′，2y或 2ω ，β ，f′
2、系统的外形尺寸：
横向尺寸 纵向尺寸 在设计光学系统时，外形 尺寸计算以及各光组之间 光瞳的衔接都是很重要的。
3、成像质量：
为了简化各种类型光组的计 算，可以把光学系统看成是 由一系列无限薄的光组组成 的。经过简化后的光学系统 就可以用理想光学系统的理 论和公式进行外形尺寸计算。
有些光学系统可以是 这种简化的系统，如： 低倍显微镜、开普勒 望远镜、具有棱镜或 透镜转像系统的望远 镜等；
也有一些光学仪器不能认为是薄 透镜光组，如：照相物镜、广角 物镜、大数值孔径的高倍显微物 镜等。对于这种光学系统的外形 尺寸计算要与求解初始结构一起 进行，它的外形尺寸就是像差校 正好以后的结构尺寸。
第四章 计算结果处理与像差 校正和平衡方法 § 4－1 概述
选好初始结构后，要在计算机上进 行光路计算。算出全部像差，并画 出各种像差曲线。
从像差曲线上就可以找出主 要是哪些像差影响光学系统 的成像质量，从而找出改进 方法，开始进行像差校正。 在着手进行像差校正之前， 要确定一个既满足使用要求， 又能使像差达到最佳校正的 平衡方案。
§ 4－4 像差的综合
在设计一个较复杂的光学 系统时，常常整个系统分 成几部分，对每个部分单 独进行光学设计，然后再 将几个部分组合在一起成 为整个系统
在采用这种方法进行设计时，就 必须找出各部分的像差与整个系 统的组合像差之间的关系，以便 由已知的各单独部分的像差求出 它们组合成整个系统的组合像差， 这就是像差的综合问题。另外， 常常选用像差已知的光学部件组 合成整个系统，然后用像差综合 的办法评定其成像质量。
4、像质评价：
根据剩余像差的大小 判断光学系统的成像 质量。剩余像差应在 像差容限内。
第二章 光学系统的外 形尺寸计算
一、外形尺寸计算的任务
拟定光学系统的原理图。合 理的光学系统原理图能够保 证系统得到良好的成像质量。
按技术要求确定光学系统 的基本特性和外形尺寸。 对某些光学系统还要进行 光能量计算。 确定系统各部件的基本特 性，以便选择各光组的结 构。
根据瑞利判据，有特 征意义的是波像差的 最大值，因此最佳像 面选择的标准应该是 使原有波像差的最大 值变为最小。
选择最佳像面位置的原则： 1）像差曲线被最佳像面位 置的纵轴截成尽可能多的 分段，从而将面积分为正 负相间的小块，亦即像差 曲线和最佳像面位置的纵 轴有尽可能多的交点。
2）截出的小面积两两 相等。 3）为使面积相等，像 差曲线应对称于中点。 像差曲线为奇次时是 对称，为偶次时是镜 对称。
四、解方程求初始结构参数
解方程组时，可能会出现两种情况：一种 情况是未知量比方程个数少，这时必须 忽略某种像差，减少方程个数才能求解， 但忽略的像差不能影响系统的成像质量。 第二种情况是未知数比方程个数多，这 时可以增加一些附加条件，再组成一个 方程式，以校正某种像差，但这些附加 条件要合理。
求解时，首先解和外部参 数有关的像差方程式，求 出h、hZ、φ 、n和υ D ， 然后再将这些参数代入和 内部参数有关的像差方程 式中，
（1）校正球差
（2）校正彗差
SI
SII
（3）校正象散
（4）校正畸变
SIII SV
方程式和透镜的弯曲有关， 解这组方程式就可以求 出系统内部参数 Pi 和 Wi ，从而确定系统的 结构参数（r、n、d）
二、校正像差的选择 七种像差没有必要都同时 进行校正，应根据使用要求， 选择一些重要的像差加以校 正。被校正像差数目的选择 和系统的用途、相对孔径、 视场角以及成像质量的要求 有关。
为了保持色差不变（或变 化很小），更换玻璃时， 应尽量选用色散（或阿贝 常数）接近的玻璃。另： 若选择的初始结构单色像 差很好，而色差不好，也 可用更换玻璃的方法校正 色差。
四、估算高级像差
在选择已有结构时，有很 多光学特性相近的结构供 我们选择，这要由结构的 高级像差来决定，应该选 高级像差小的那个结构作 为初始结构。
§ 4－5 计算结果的处理方法
光学系统在计算机上算出各种像 差数据之后，再画出各种像差曲 线。通过像差曲线，可以找出哪 些像差影响光学系统的成像质量， 采取什么样的方法来校正这些像 差，像差经校正和平衡后怎样处 理才能更好的提高成像质量
可以通过改变系统的结构 参数和适当的调整光阑位 置，使系统的像差得到校 正和平衡。然后再通过拦 光和离焦的处理还可使系 统的成像得到进一步的提 高。
由像差理论可知，当系统的 边缘孔径或视场校正了像差 以后，在系统各带区孔径或 带区视场有最大剩余像差， 它的大小完全由高级像差决 定。因此我们可以用剩余像 差大小来估算高级像差。
五、检查边界条件
在进行像差校正之前一定要检查边界条件， 因为经过缩放以后的结构往往会出现透 镜中心厚度变薄边缘变尖的情况，在设 计时要随时检查，以免浪费时间。对于 正透镜要检查边缘厚度是否变尖；对于 负透镜要检查中心厚度是否太薄。此外 还应注意工作距是否满足要求。边界条 件满足后再开始像差校正就不会出问题 了。
§ 4－6 初级像差系数的校正
1、单参数修改 2、整体弯曲
3、交换光焦度
§ 4－7 减小剩余像差的方法
1、重新分配光焦度
可使高级像差大的那个 光组的光焦度减小曲率半径 增大，因此原来高级像差大 的面的入射角也就显著减小， 从而减小了高级像差。
2、选用高折射率的玻 璃 在光焦度一定时， 折射率越高，曲率半 径也就越大，高级像 差越小。
1、外形尺寸计算 设计光学系统原理图，
确定基本光学特性， 满足给定的技术要求，
即确定NA或D/f′、 2y或2ω、β、f′、共 轭距、后工作距、光 阑位置和外形尺寸
2、初始结构的计算和选择 1）根据初级像差理论求解 初始结构： 根据外形尺寸计算得到的基 本特性，
利用初级像差理论来 求解满足成像质量要 求的初始结构，即确 定系统各光学零件的 曲率半径、透镜厚度 和间隔、玻璃折射率 和色散等。
§ 3－2 用代数法求解初始 结构
一、代数法基本方程 1、和外部参数有关 的像差方程式
（1）光焦度分配 h
（2）校正位置色差 CI
（3）校正倍率色差 CII （4）校正场曲 SIV
求系统各光组的光焦 度、间隔、光线入射 高度和玻璃材料等外 部参数。
2、和内部参数有 关的像差方程式
此外，还应很好了解 初级像差的性质，知 道哪些像差是无法校 正的，一定要排除那 些无法校正的像差。
在入瞳与光组重合时， 2 J S III， hZ=0
是一个常量，无法校正；
S
V
0
初级畸变自动校正；单透镜、双 胶合透镜、双分离透镜、分离的 两个正光组都无法校正场曲，只 有正负透镜分离或厚透镜才能校 正场曲。了解这些像差性质，就 不会再选择那些无法校正的像差 了。
3、复杂化 将高级像差大的透 镜分裂成两块单透镜 或双胶合透镜，并使 分裂后的总光焦度等 于原来单透镜的光焦 度。
4、加入无光焦度校正板 或不晕透镜 5、利用折射球面的反常 区 6、利用胶合面的折射率 差 7、利用非球面
第五章 光在左上角画出“对材料的要求”与“对零件的要 求”的专用表格。若对零件有气泡度要求，可根据需要填写。 2、曲率半径过大时，其曲率允许夸大绘制；透镜表面为平面时， 应标注R∞ 。 3、光学零件图上一般用图形和文字表明倒角要求。若倒角尺寸在 图形上小于2mm，可不绘制倒角图形，只需在倒角处引出细实线， 标注倒角尺寸或用文字说明，不允许倒角的棱应用细实线引出，并 注明尖棱字样。
§ 3－3 从已有资料中选择 初始结构的方法 人们已经设计出很多性能优良的 各种光学系统，并把这些资料载 入技术档案和专利文献中。结构， 不但会给设计者节省好多时间， 而且也容易获得成功。设计高性 能的复杂物镜时，一般都从专利 文献中选择初始结构。
有些光学设计手册也 专门收集了有关设计 资料。如能从这些专 利文献中选择一些光 学特性与所设计的物 镜尽可能接近的结构 做为初始
设计步骤： 一、物镜选型 在光学系统整体设计完 成以后，应根据计算的光 学特性，选择镜头的结构 型式，确定其结构参数r、 n、 d 。
二、缩放焦距 结构选型选好后，它 的焦距不一定完全符 合设计要求，因此必 须缩放焦距。
三、更换玻璃
在国外的专利文献中，物镜选 用的玻璃牌号与国产牌号很多是 不相符的，尤其是一些高性能的 物镜多数采用高折射率的玻璃。 这些玻璃价格昂贵，加工性能差， 在满足设计要求的前提下尽量少 选用这些玻璃，因此必须对已有 的结构更换玻璃
2）从已有的资料中选择 初始结构： 大视场和大孔径及结构 复杂的光学系统，从已 有的技术资料和专利文 献中选择其光学特性与 所要求的相接近的结构 作为初始结构。
3、像差校正和平衡： 初始结构选好后，要上 机进行光路计算，或用像 差自动校正程序进行像差 自动校正。
根据计算结果画像差曲 线， 分析像差找出原因， 反复进行像差校正和平 衡， 直到满足成像质量要求 为止。
二、典型光学零件的外形尺 寸计算 1. 理想成像理论 2. 渐晕系数
3. 棱镜转像系统 4. 透镜转像系统
5. 场镜
三、开普勒望远镜的外形尺寸计算
已知筒长L、Γ 、ω ，求开普勒望远镜外形尺寸。
例：一开普勒望远镜，筒长L=175mm，Γ=-6，2 ω=7°， D′= 4mm，求外形尺寸。
第三章 光学系统初始 结构的计算方法
应保证光组的后主点到下一光 组的前主点之间的距离等于相 应的薄透镜光组之间的距离； 入瞳到第一光组前主点的距离 等于入瞳到薄透镜光组的距离。
因此，过渡后系统的光学 特性基本不变，基本像差 参量P∞ 、W∞ 也不变， 但初级像差系数要发生变 化，因为在实际光学系统 中，由于透镜加厚，使光 线高度h和hZ发生变化。