一、 前言
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* 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。
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Rl[M+Q .9rYBy 圖1-1 一般光學系統(tǒng)總體布局設計平臺界面 Y%.o
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9%"7~YCDas 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 x9"Cm;H%
_x!idf 圖1-3 多光路光學系統(tǒng)總體組合布局界面 l1)~WqhE}
二、 光學系統(tǒng)的設計輸入
u^~7[OkE L~Gr,i 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,這些屬于整個光學系統(tǒng)設計的依據。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。
At'CT5= @-'a{hBR 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。
"lI-/G 圖 2-1 光學系統(tǒng)總體布局設計初始建模的選擇 x
b"z%.j
9 {&g.+ 點開之后出現(xiàn)窗口如圖2-2。
)l7XZ_gw' 圖2-2 光學系統(tǒng)總體布局設計窗體 *nCA6i
apo)cR 窗體分為兩部分,左半部是數據部分,如圖2-3。右半部為繪制方案草圖的繪圖平臺。在數據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,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。
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uA@"SG 圖2-3 窗體性能參數填寫部分 ~U0%}Bbh
566!T_ 圖2-4 物方參數的選擇
eDJnzh83 圖2-5 通光孔徑形式的選擇
>}+{;d jE\G_> 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)基本數據”窗體內選擇“系統(tǒng)
波長”及“系統(tǒng)環(huán)境”等內容。
R2,9%!iiX g2vm]j 三、 一般光學系統(tǒng)的設計
<]qNjsdb9" Ti%MOYNCv 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據框內的“橫排”或“豎排”的選擇框內點擊就可以自動變換,如圖3-2。
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