基于Zemax的消球差非球面透镜的优化设计研究
发布时间：2021-06-26 11:30
与球面光学元件比较,非球面能在简化系统外形、降低系统成本的同时使系统轻质化,且能很好地校正光传递过程中产生的像差。本文针对非球面校正球差时产生新的像差问题,致力于球面透镜的像差特性分析与理论校正研究。引入了一种同时消除像散、场曲和球差的优化设计方法,研究了单个非球面透镜优化设计前后系统的各像差及整体成像质量的变化规律,优化了透镜系统整体的成像质量。本文主要研究内容和结果如下:（1）基于像差理论分析了各像差包括正弦差、球差、色差、彗差、像散与场曲以及畸变等的产生机理及校正方法。通过研究光学成像原理,发现了球差存在的根本原因是由透镜的球面折射使平行光束不能聚焦于一点所致,并基于像差理论提出利用非球面来校正球差的设计思想;（2）通过对球面透镜系统初始结构的分析,引入一种同时校正像散、场曲和球差的非球面光学系统像差校正理论,解决了以往设计中因非球面校正球差时引入新的像差而对系统整体像质产生影响的问题;（3）实现了完整非球面消球差透镜系统的优化设计,在此基础上对多种适应光学系统像质评价方法包括分辨率、点列图、瑞利判断、斯托列尔（中心点亮度）判断以及光学传递函数等进行了研究,并根据系统结构构建了本...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球面透镜和非球面透镜的光学性能
9(c) Zeeko 的 2m 气囊抛光机床 (d) SLP 技术加工离轴非球面图 1.7 离轴非球面加工技术[36]着对光学制造方法的深入研究，在计算机控制光学表面成型技术原理的基
基于 Zemax 的消球差非球面透镜的优加设计研究的光学加工方法，如小磨盘加工法、应力及应力盘加工，下面对各个方法进行简要介绍。工法法是指通过计算机来控制小磨盘在工件表面处的不同去除。它是最基本且最早投入应用的以 CCOS 为基础进加工法的加工原理是：根据普雷斯顿(Preston)假设，工件表面二者间的相对压力及相对速度存在着一定的线性
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间成像与激光通信共口径光学系统设计[J]. 金光,李艳杰,钟兴,任秉文,王长庚. 光学精密工程. 2014(08)
[2]折反射式大入瞳星敏感器光学系统设计[J]. 吕博,刘伟奇,张大亮,姜珊,康玉思,冯睿. 中国激光. 2014(07)
[3]大口径光学系统在轨调整补偿能力[J]. 刘剑峰,王慧军,孙德伟,李博,周峰. 光学学报. 2014(03)
[4]大尺度光学玻璃抛光技术研究[J]. 柳源,闫如忠. 机床与液压. 2014(03)
[5]透镜像差的分析及像差消除方法[J]. 徐航,张真. 考试周刊. 2013(A5)
[6]大口径非球面的组合加工[J]. 刘振宇,罗霄,邓伟杰,郑立功,张学军. 光学精密工程. 2013(11)
[7]Magnetorheological finishing of low-gradient curved surfaces based on four-axis linkage technique[J]. 宋辞,戴一帆,彭小强. Journal of Central South University. 2013(09)
[8]空间相机1m口径反射镜组件结构设计[J]. 徐宏,关英俊. 光学精密工程. 2013(06)
[9]大口径反射镜面形误差对光学系统像差特性的影响[J]. 庞志海,樊学武,陈钦芳,马臻,邹刚毅. 光学学报. 2013(04)
[10]透镜成像中球面像差和色像差的分析与校正[J]. 谢革英,李晨璞,胡金江,范虹. 实验室研究与探索. 2012(11)
博士论文
[1]大口径非球面磁流变加工的关键技术研究[D]. 李龙响.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]离子束抛光大口径非球面去除模型与工艺研究[D]. 唐瓦.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[3]含非球面头罩的光学系统像差校正技术研究[D]. 王超.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[4]KDP晶体离子束抛光理论与工艺研究[D]. 袁征.国防科学技术大学 2013
[5]离轴非球面光学零件磁流变抛光关键技术研究[D]. 宋辞.国防科学技术大学 2012
[6]修正折/衍混合系统像质分析模型的研究[D]. 王泰升.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[7]曲面光学零件气囊抛光工艺参数优化及其相关技术研究[D]. 宋剑锋.哈尔滨工业大学 2009
[8]光学镜面离子束加工材料去除机理与基本工艺研究[D]. 焦长君.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]非球面加工工艺研究[D]. 敬娟.南京理工大学 2013
[2]光纤端面非球面成像透镜的设计与制作[D]. 苏兆国.南昌航空大学 2013
[3]离轴非球面透射式光学系统设计及其应用研究[D]. 卢建龙.中国地震局地震研究所 2012
[4]非球面玻璃透镜模压成型应力状态及成型形状的数值模拟与仿真[D]. 霍建杰.湖南大学 2011
[5]非球面镜表面加工误差和成像质量分析方法的研究[D]. 屈云霞.天津大学 2006
本文编号：3251260
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球面透镜和非球面透镜的光学性能
9(c) Zeeko 的 2m 气囊抛光机床 (d) SLP 技术加工离轴非球面图 1.7 离轴非球面加工技术[36]着对光学制造方法的深入研究，在计算机控制光学表面成型技术原理的基
基于 Zemax 的消球差非球面透镜的优加设计研究的光学加工方法，如小磨盘加工法、应力及应力盘加工，下面对各个方法进行简要介绍。工法法是指通过计算机来控制小磨盘在工件表面处的不同去除。它是最基本且最早投入应用的以 CCOS 为基础进加工法的加工原理是：根据普雷斯顿(Preston)假设，工件表面二者间的相对压力及相对速度存在着一定的线性
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间成像与激光通信共口径光学系统设计[J]. 金光,李艳杰,钟兴,任秉文,王长庚. 光学精密工程. 2014(08)
[2]折反射式大入瞳星敏感器光学系统设计[J]. 吕博,刘伟奇,张大亮,姜珊,康玉思,冯睿. 中国激光. 2014(07)
[3]大口径光学系统在轨调整补偿能力[J]. 刘剑峰,王慧军,孙德伟,李博,周峰. 光学学报. 2014(03)
[4]大尺度光学玻璃抛光技术研究[J]. 柳源,闫如忠. 机床与液压. 2014(03)
[5]透镜像差的分析及像差消除方法[J]. 徐航,张真. 考试周刊. 2013(A5)
[6]大口径非球面的组合加工[J]. 刘振宇,罗霄,邓伟杰,郑立功,张学军. 光学精密工程. 2013(11)
[7]Magnetorheological finishing of low-gradient curved surfaces based on four-axis linkage technique[J]. 宋辞,戴一帆,彭小强. Journal of Central South University. 2013(09)
[8]空间相机1m口径反射镜组件结构设计[J]. 徐宏,关英俊. 光学精密工程. 2013(06)
[9]大口径反射镜面形误差对光学系统像差特性的影响[J]. 庞志海,樊学武,陈钦芳,马臻,邹刚毅. 光学学报. 2013(04)
[10]透镜成像中球面像差和色像差的分析与校正[J]. 谢革英,李晨璞,胡金江,范虹. 实验室研究与探索. 2012(11)
博士论文
[1]大口径非球面磁流变加工的关键技术研究[D]. 李龙响.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[2]离子束抛光大口径非球面去除模型与工艺研究[D]. 唐瓦.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016
[3]含非球面头罩的光学系统像差校正技术研究[D]. 王超.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[4]KDP晶体离子束抛光理论与工艺研究[D]. 袁征.国防科学技术大学 2013
[5]离轴非球面光学零件磁流变抛光关键技术研究[D]. 宋辞.国防科学技术大学 2012
[6]修正折/衍混合系统像质分析模型的研究[D]. 王泰升.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[7]曲面光学零件气囊抛光工艺参数优化及其相关技术研究[D]. 宋剑锋.哈尔滨工业大学 2009
[8]光学镜面离子束加工材料去除机理与基本工艺研究[D]. 焦长君.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]非球面加工工艺研究[D]. 敬娟.南京理工大学 2013
[2]光纤端面非球面成像透镜的设计与制作[D]. 苏兆国.南昌航空大学 2013
[3]离轴非球面透射式光学系统设计及其应用研究[D]. 卢建龙.中国地震局地震研究所 2012
[4]非球面玻璃透镜模压成型应力状态及成型形状的数值模拟与仿真[D]. 霍建杰.湖南大学 2011
[5]非球面镜表面加工误差和成像质量分析方法的研究[D]. 屈云霞.天津大学 2006
本文编号：3251260
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