Часть 4. Анализ изменения кривизны поля изображения, хроматических аберраций и дисторсии в системах одной, двух и трех линз
Задание: спроектировать 3 линзы: одинарную, сдвоенную и строенную; с параметрами: фокусное расстояние F = 800 мм, и апертура – 80 мм для видимого диапазона длин волн. Толщина одинарной линзы – 8 мм, радиусы кривизны: R1 = 477,13 мм, R2 = 3157,96 мм. Радиусы кривизны сдвоенной линзы R1 = 2540.856 мм, cтекло BK7; R2 = 239.760 мм, cтекло SF1; R3 = 381.913мм; толщина каждой линзы 8 мм. Радиусы кривизны строенной линзы R1 = 1301.95 мм cтекло BK7; R2 = 215.25 мм cтекло SF1; R3 = 313.84 мм стекло BK7; R4 = 451.85 мм, толщина каждой линзы – 8 мм. Определить для каждой системы изменение кривизны поля изображения, хроматических аберраций и дисторсии.
Одинарная линза
Рис. 4.1 График отклонения тангенциальной и сегетальной составляющих и дисторсии одинарной линзы.
Для зеленой длины волны (λ = 0.588 мкм) наблюдаются отклонения:
S – 370,3 мм
T – 382,1 мм
Для красной длины волны (λ = 0.656 мкм) наблюдаются отклонения:
S – 362.4 мм
T – 374.3 мм
Для синей длины волны (λ = 0.486 мкм) наблюдаются отклонения:
S – 384,1 мм
T – 397,8 мм
Дисторсия для всех длин волн примерно равна 0,03435 мм
Рис. 4.2 Хроматические аберрации
Данные системы
File : C:\Zemax\SAMPLES\LENS.ZMX
Title:
Date : TUE OCT 11 2011
Lens units: Millimeters
Thickness : 8
Diameter : 80.2046
Edge Thickness:
Y Edge Thick: 6.0291
X Edge Thick: 6.0291
Index of Refraction:
Glass: SF59
# Wavelength Index
1 0.48613 1.9860434184
2 0.58756 1.9524969478
3 0.65627 1.9392691755
Volume of Element (assuming squared edges):
Volume in cc: 36.2177
Surface Powers (as situated):
Surf 1 : 0.00068724
Surf 2 : 0.0016085
Power 1 2 : 0.0022913
EFL 1 2 : 436.44
|
|
|
F/# 1 2 : 5.4416
Surface Powers (in air):
Surf 1 : 0.00068724
Surf 2 : 0.0016085
Power 1 2 : 0.0022913
EFL 1 2 : 436.44
F/# 1 2 : 5.4416
Shape Factor: -0.4013
Сдвоенная линза
Рис 4.3 График отклонения тангенциальной и сегетальной составляющих и дисторсии.
Для зеленой длины волны (λ = 0.588 мкм) наблюдаются отклонения:
S – 58,38 мм
T – 79,17 мм
Для красной длины волны (λ = 0.656 мкм) наблюдаются отклонения:
S – 56,02 мм
T – 76,42 мм
Для синей длины волны (λ = 0.486 мкм) наблюдаются отклонения:
S – 64,26 мм
T – 84,27 мм
Дисторсия для всех длин волн примерно равна 0,07224 мм
Рис. 4.4 Хроматические аберрации
Данные системы:
File : C:\Zemax\SAMPLES\LENS.ZMX
Title:
Date : TUE OCT 11 2011
Lens units: Millimeters
Thickness : 8
Diameter : 80.1113
Edge Thickness:
Y Edge Thick: 4.23009
X Edge Thick: 4.23009
Index of Refraction:
Glass: N-FK56
# Wavelength Index
1 0.48613 1.4374183454
2 0.58756 1.4342499999
3 0.65627 1.4328450537
Volume of Element (assuming squared edges):
Volume in cc: 31.5924
Surface Powers (as situated):
Surf 1 : 0.00017089
Surf 2 : 0
Power 1 2 : 0.00017089
EFL 1 2 : 5851.9
F/# 1 2 : 73.047
Surface Powers (in air):
Surf 1 : 0.00017089
Surf 2 : 0.0018112
Power 1 2 : 0.0019804
EFL 1 2 : 504.96
F/# 1 2 : 6.3032
Shape Factor: -0.82757
Строенная линза
Рис. 4.5 График отклонения тангенциальной и сегетальной составляющих и дисторсии
S 20.56 мм
T 43.31 мм
D 0.03985 мм
Рис. 4.6 Хроматические аберрации
Данные системы
|
|
|
File : C:\Zemax\SAMPLES\LENS.ZMX
Title:
Date : TUE OCT 11 2011
Lens units: Millimeters
Thickness : 8
Diameter : 80
Edge Thickness:
Y Edge Thick: 4.20843
X Edge Thick: 4.20843
Index of Refraction:
Model glass:
nd : 1.52135654
Abbe: 321.17572602
Dpgf: 0.82133897
Best Fit Glass: N-FK56
# Wavelength Index
1 0.48613 1.5226664677
2 0.58756 1.5213567978
3 0.65627 1.5210439846
Surface Powers (as situated):
Surf 1 : 0.0012007
Surf 2 : -0.00048528
Power 1 2 : 0.00071851
EFL 1 2 : 1391.8
F/# 1 2 : 17.397
Surface Powers (in air):
Surf 1 : 0.0012007
Surf 2 : 0.0012731
Power 1 2 : 0.0024658
EFL 1 2 : 405.55
F/# 1 2 : 5.0693
Shape Factor: -0.029262
Вывод:
Отклонения сегетальных составляющих, мм.
| Длина волны (свет) | Одинарная линза | Сдвоенная линза | Строенная линза |
| R λ = 0.656 мкм | 362.4 | 56,02 | 20.56 |
| G λ = 0.588 мкм | 370,3 | 58,38 | 20.56 |
| B λ = 0.486 мкм | 384,1 | 64,26 | 20.56 |
Данные, приведенные в таблице, показывают, что при переходе от одинарной линзе к сдвоенной наблюдается уменьшение сегетальных отклонений примерно в 6 раз. А при переходе от сдвоенной к строенной линзе отклонения уменьшаются в 3 раза.
Отклонения тангенциальных составляющих
| Длина волны (свет) | Одинарная линза | Сдвоенная линза | Строенная линза |
| R λ = 0.656 мкм | 374.3 | 76,42 | 43.31 |
| G λ = 0.588 мкм | 382,1 | 79,17 | 43.31 |
| B λ = 0.486 мкм | 397,8 | 84,27 | 43.31 |
Данные, приведенные в таблице, показывают, что при переходе от одинарной линзе к сдвоенной наблюдается уменьшение тангенциальных отклонений примерно в 5 раз. А при переходе от сдвоенной к строенной линзе отклонения уменьшаются примерно в 2 раза.
|
|
|
Максимальные отклонения в хроматических аберрациях различных систем и дисторсия
| Одинарная линза | Сдвоенная линза | Строенная линза | |
| Отклонения хроматических аберраций, мкм | 20944,5459 | 8018,936 | 10,5805 |
| Дисторсия, мм | 0,03435 | 0,07224 | 0.03985 |
С увеличением числа линз в системе заметно улучшение по хроматическим аберрациям на порядок (при переходе от одинарной к сдвоенной линзе) и на 2 порядка (при переходе от сдвоенной линзы к строенной). Дисторсия же при переходе от одинарной к сдвоенной линзе увеличивается в 2 раза и почти не меняется при переходе от одинарной к строенной линзе.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 303; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!