连续变倍单目显微镜总体考虑word免费下载

连续变倍单目显微镜总体考虑连续变倍单目显微镜总体考虑年月日连续变倍单目显微镜总体考虑一技术要求工作距离mm物方数值孔径mm物方全视场=mm(β物=倍),φ(β物=倍)光学总长=mm,mm景深=mm,mm分辩率要求α=在倍时φ区域中分辩清mm间隔线对二总体计算有效视放大率、物方数值孔径NA计算=x=倍而àβ物==(目镜常用放大率)=倍而在NA=时β物=倍这就是说用这组物镜与目镜时x=倍离倍的要求相差很远。 为了使上物镜与目镜组合达到要求需降低NA值下面计算需要的NA值:xNA=àNA==理论分辩率计算在这里假设是不发光的物体。 理论鉴别率计算用()式。 在此:=NA=则:分辩率的线对距离:α==lpmm考率光学设计与加工使鉴别率降低取降低系数为有:α==lpmm。

即在低倍时此系统的实际鉴别率只能达到lpmm这个弥散在象方对人眼张角计算如下:对应对人眼张角值为:即为分。 理想化条件下人眼鉴别率是分在显位镜观测条件下大致为分因此分的象方弥散会使图象不是很清楚这就要求加工好的物镜分辩率要接近lpmm此处对应象方弥散为分。 口径计算()出瞳口径计算即在进行目镜设计时低倍情况下系统出瞳直径不得小于mm这是很容易就可作到的。

()物镜口径计算目镜焦距计算:f’目==mm物镜物象共额距确定:在低倍时对应的应是=,中的这一端。

则有物镜的物象共额距==mm。 再有下方程组有:解出:l=mml’=mmf’=mm。 物镜口径φ=*=mm(这是光路设计时的入瞳直径)考虑压边和入瞳偏离取φ=mm。 ()物方景深的计算显微系统的物方景深是由三部分算术迭加得到的即:物方景深=几何景深物理景深调节景深下面推导算式:)几何景深算式推导几何景深是由人眼分辩率允许的象方弥散深度在物方的共额值。

现推导如下:令:ε’人眼分辩率显显微系统视放大率(将其等效看成放大镜)NA物镜物方数值孔径那么:u明视距离上人眼弥散斑直径:u此弥散斑图象在物方共额尺寸:显u此弥散尺寸的轴向值即物方单边景深:u合并由:下面代入数据进行计算:)物理景深算式推导由光波衍射效应可知其衍射斑内对应景深是清楚成象范维现在推导单边物理景深算式:物方u由显微系统物方分辩率算式(计算分辩率线对线间距)有:u此散斑轴向尺寸即为物理单边镜深:u合并有:下面代入数据进行计算:)调节景深算式推导人眼由mm到无限远都可轻松调节看清其在物方的共额值即为物调节单边景深现推导算式:方u显微系统等效放大镜焦距:u显微系统目方调节深度的毫米数:uT对应物方共额值即为物方调节单边景深(用牛顿成象公式计算):u合并:在上式中D=(屈光度是明视距离mm对应之屈光度)代入有:下面代入数据进行计算:)合成显微镜物方单边景深:即低倍时显微系统物方清楚成象范围:mm上式为正常人眼(视度可调范围是个屈光度)的清析成象范围。

如果考虑视度弱调节人眼大致有:mm。 由分析可知在低倍时要达到mm景深的要求是可以满足的。 理论分辩率与数值孔径计算据技术要求有:mm为了使加工完的物镜有mm的线对间距分辩率给的工艺下降系数即要求物镜原分辩率达到:=mm。 代入()式可解出物镜应有的数值孔径:NA=*=取NA=有效视放大率=x=倍而àβ物==(目镜常用放大率)=倍这与物镜要求的垂轴放大率相符。 口径计算()出瞳口径计算即在进行目镜设计时低倍情况下系统出瞳直径不得小于mm这是很容易就可作到的。

()物镜口径计算目镜焦距计算:f’目==mm物镜物象共额距确定:在高倍时对应的应是=,中的这一端。 则有物镜的物象共额距==mm。

再有下方程组有:解出:l=mml’=mmf’=mm。 物镜口径φ=*=mm(这是光路设计时的入瞳直径)考虑压边和入瞳偏离取φ=mm。 ()物方景深的计算显微系统的物方景深是由三部分算术迭加得到的即:物方景深=几何景深物理景深调节景深下面推导算式:)几何景深算式推导由:下面代入数据进行计算:)物理景深算式推导下面代入数据进行计算:)调节景深算式推导在上式中D=(屈光度是明视距离mm对应之屈光度)代入有:下面代入数据进行计算:)合成显微镜物方单边景深:即低倍时显微系统物方清楚成象范围:mm由上分析可知在高倍时是不能达到mm景深的要求。

镜头光学设计要点考虑:变焦是采用两分离双胶正透镜的形式这样可保正主面在双分离透镜之间。

该系统的变焦比是:=(接近倍变焦)变倍比为:=(接近倍)。

()在选凸轮曲线时曲线螺纹渐升角最好分布在,之间这样可使变焦时不致过紧或过松。 ()进行PWC设计时可在长、中、短三个位置上列出个单色PW单色象差平衡方程个轴向C色差平衡方程垂轴色差可不作效正。 ()由于变量有PPCWWC这个方程有个因此需用适应法解此方程组()据PWC可解出第一双焦镜结构据PWC可解出第二双焦镜结构。 ()在用Zemax进行自动设计时短焦象差较大因此其象差校正权因子应相对取大些。 可取长焦的最佳象距固定其后再加一个最佳象面在长焦时这两面显然重合。 但在其它变焦位置(中短焦位置上)就不重合最佳象距就应是系统在变焦过程中的象面走动量。

给两双焦镜以系列变焦间隔值就可得到系统整组移动进行象面走动补偿值。

它应对应变焦套筒最外的象面补偿凸轮线。

至于前镜的变倍曲线及后镜的补偿曲线应在变焦外形设计时就。

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