一、 前言 YA{Kg c^
Zu&trxnNf[ 光學系統(tǒng)，特別對一個比較復雜的光學系統(tǒng)，在系統(tǒng)設計初期就必須根據(jù)光學儀器總體要求利用光學系統(tǒng)基本結構元件，合理安排系統(tǒng)光路走向，完成光學系統(tǒng)總體布局設計，然后才是光學系統(tǒng)具體結構設計，像差平衡以致適當公差分配，最終獲得一個結果與性能俱佳的優(yōu)質光學系統(tǒng)。一個較復雜的光學系統(tǒng)，往往不只是幾片簡單光學零件的組合，有時還可能是各種不同變焦系統(tǒng)結構，甚至還會有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個子系統(tǒng)結合的多光路系統(tǒng)的融合，才能滿足光學儀器總體的多功能需求。OCAD光學系統(tǒng)自動設計程序提供了一個具有特色的光學系統(tǒng)總體布局平臺，可以利用光學系統(tǒng)的各種結構元件合理布局構建光學系統(tǒng)草圖，直接顯示并方便協(xié)調光線走向，實現(xiàn)光學原理，使得在光學系統(tǒng)設計的初期完成光學系統(tǒng)總體布局初始設計，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結構設計功能完成光學系統(tǒng)初始結構參數(shù)設計，為下一步光學系統(tǒng)成像質量優(yōu)化及其他后期設計打下基礎。 nHyWb6
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~{ 圖1-1 一般光學系統(tǒng)總體布局設計平臺界面 k(%RX _]C
q_ cqjly< 圖1-2 連續(xù)變焦光學系統(tǒng)總體布局（顯示凸輪曲線）界面 rd%3eR?V
cX * 圖1-3 多光路光學系統(tǒng)總體組合布局界面 Di h~5
二、 光學系統(tǒng)的設計輸入 4zJ9bF 4
R;I}#b cJ 在進行光學系統(tǒng)設計之前，首先需要明確總體對光學系統(tǒng)的技術要求，也稱為設計輸入參數(shù)，這些屬于整個光學系統(tǒng)設計的依據(jù)。其中包括：光學系統(tǒng)的類型、系統(tǒng)目標特性、系統(tǒng)像方特性、光學系統(tǒng)總體布局要求以及對光學系統(tǒng)通光量的要求等。 "i_tO+
D!qtb6<. 有了以上設計要求方能著手光學系統(tǒng)的方案設計。以往的這段工作都是由設計人員在紙面上構思，反復進行光學系統(tǒng)總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學系統(tǒng)自動設計程序，有效地提供了初始方案草圖設計的平臺。使用時只需在該程序的工具條里選擇“光學系統(tǒng)總體布局設計”的功能就可順利完成光學系統(tǒng)總體方案設計工作。 RDzL@xCcn
圖 2-1 光學系統(tǒng)總體布局設計初始建模的選擇 HAGWA2wQ
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點開之后出現(xiàn)窗口如圖2-2。 ]vKxgfF
圖2-2 光學系統(tǒng)總體布局設計窗體 Wd~}O<"
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窗體分為兩部分，左半部是數(shù)據(jù)部分，如圖2-3。右半部為繪制方案草圖的繪圖平臺。在數(shù)據(jù)部分的上部填寫相應光學系統(tǒng)的設計要求。其中包括系統(tǒng)視場范圍、入瞳大小、系統(tǒng)漸暈系數(shù)，還有便于繪圖用的比如光軸傾角、繪圖比例以及圖幅選擇以及圖形橫排或豎排的選擇等。 K828 4A8v
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圖2-3 窗體性能參數(shù)填寫部分 0v Qkm<
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圖2-4 物方參數(shù)的選擇
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圖2-5 通光孔徑形式的選擇
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對于其他要求，可以利用主窗體的主菜單的“編輯”內的“系統(tǒng)基本數(shù)據(jù)”窗體內選擇“系統(tǒng)波長”及“系統(tǒng)環(huán)境”等內容。 ^B1vvb
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三、 一般光學系統(tǒng)的設計 ~)oC+H@{
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填寫完對光學系統(tǒng)的設計技術要求之后就可以在窗體右側的繪圖框內繪制光學系統(tǒng)方案草圖。繪圖框的基本尺寸默認為一張橫排的A4圖紙。如果根據(jù)系統(tǒng)總體尺寸的要求需要調整繪圖框圖紙圖幅的尺寸，可以利用界面是文字框從 “圖幅選擇”中選擇，點擊“圖幅選擇”后會出現(xiàn)一個下拉式菜單，從中選擇所常用的圖幅尺寸代號，如果不滿足還可以選擇“自定義”，給定需要的橫向尺寸和縱向尺寸，如圖3-1。如果需要調整圖紙橫排或豎排的形式，只要在窗體左側的數(shù)據(jù)框內的“橫排”或“豎排”的選擇框內點擊就可以自動變換，如圖3-2。 4fP>;9[F
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