基于光栅波前检测的变焦系统光学设计

论文摘要

随着生产生活领域的不断拓展,对变焦距光学系统的需求越来越大,变焦距系统光学设计理论已经相当完善,加工工艺相当成熟。在此背景下,对变焦系统光学设计进行深入研究无疑具有重要意义。本论文首先回顾了变焦系统的发展历程,总结了发展现状,对变焦系统领域内出现的新技术、新工艺、新材料加以概括,并展望了其发展趋势。其次,以高斯光学分析方法为基础,对变焦原理、变焦规律、可行解区进行了探讨。再次,以Pw方法为基础介绍了变焦系统设计的具体步骤,包括补偿方式的选取、组分的选取、光焦度的分配等；基于此原理求解了一个机械补偿变焦距系统。最后,出于对光学部分优化设计的考虑,借助于ZEMAX的强大优化设计功能,结合实际需求,完成了一个用于光栅波前检测的变焦系统的光学部分设计优化工作,并简单分析了凸轮补偿曲线的求解方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 变焦距系统的发展概况
• 1.2 变焦距系统的应用领域
• 1.3 变焦距系统的新技术展望
• 1.4 研究内容
• 第二章 变焦距系统的高斯光学概述
• 2.1 变焦距系统的类型及补偿结构
• 2.2 变焦距光学系统的一般特点
• 2.3 变焦距光学系统的规律总结
• 2.4 变焦过程的讨论
• 3无解区域的讨论'>2.5 m₃无解区域的讨论
• 2.6 几种变焦过程分析方法简介
• 第三章 变焦系统设计方法
• 3.1 高斯解阶段
• 3.2 消像差设计阶段
• 3.3 变焦系统设计举例
• 3.3.1 高斯解计算
• 3.3.2 消像差计算
• ∞和W^∞并进行玻璃选取'>3.3.3 分解P^∞和W^∞并进行玻璃选取
• 第四章 变焦距系统的光学设计
• 4.1 系统设计简介
• 4.2 初始结构的选择
• 4.3 变焦过程的优化
• 4.3.1 MCE和MFE设置
• 4.3.2 最终优化结果
• 4.4 凸轮曲线设计方法的讨论
• 4.4.1 追迹光线方法
• 4.4.2 应用动态光学理论求解补偿组变焦曲线
• 结束语
• 致谢
• 参考文献