学生姓名 毕业论文 (设计)题目 专业班级 答辩地点 答辩时间 年 月 日 ～ 时 一、答辩小组组成 答辩小组组长： 成 员： 二、答辩记录摘要 答辩小组提问（分条摘要列举） 学生回答情况评判 三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_______分 毕业论文(设计)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业论文(设计)评分的相关规定) 答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日 院(系)答辩委员会主任(签名)： 院(系)(盖章) 等级(五级制)：_______ 双筒棱镜望远镜物镜和目镜的选型与设计
学 生： 李 璞 ，物理科学与技术学院
指导老师： 程庆华，物理科学与技术学院
[摘要] 光学设计在大半个世纪的发展进程中，经历了人工设计和光学自动设计两个阶段，实现了由
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手工计算像差、人工修改结构参数进行设计，到使用电子计算机和光学自动设计程序的巨大飞跃。国内外己出现了不少功能相当强大的光学设计CAD软件，当今，计算机辅助设计己经在工程光学领域中普遍应用，从而使设计者能快速、高效地设计出优质、经济的光学系统。
本课题旨在，结合理论知识，通过应用TCOS光学设计软件对双筒棱镜望远镜和显微镜的物镜与目镜进行选型和外形尺寸设计，熟悉光学系统的设计过程，分析其效能，提高实际工作能力。
本课题的完成分如下几个部分：
第一：根据光学系统设计的具体要求，应用高斯光学对系统的外型结构参数进行理论计算； 第二：根据设计要求和理论计算的结果，对光学系统的物镜和目镜进行选型；
第三：应用TCOS光学设计软件对各结构元件进行反复的优化设计，使之达到要求的技术指标； 第四：根据设计数据绘制出系统结构图纸和系统各结构元件的设计图纸； 第五：总结了设计过程的心得体会。
[关键词] 开普勒望远镜 显微镜 光学设计 TCOS光学设计软件应用
The selection and design of objective lens and eyepiece lens of a
telescope with double prism
Candidate: Li Pu School of Physics Science and Technology Supervior: Qinghua Cheng School of Physics Science and Technology
[Abstract]The development of the optical design has undergone two stages: artificial design and optical automatic design in half a century and realized the great leap from calculating aberration and amending the structure parameters manually to designing with computers and automatical optical design process. At home and abroad there has been a lot of optical design CAD softwares with very powerful functions and computer-aided design has been used universally in the field of optical design at present so that designers
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can design quality and economic optical system quickly and efficiently .
The subject is to select and design objective lens and eyepiece lens of the prismatic
binocular telescope and the binocular microscope by combinating the theoretial knowledge and the application of optical design software TCOS, be familiar with design processes of the optical system and analyse their effectiveness so as to enhance the practical ability to work.
The completion of this subject concludes five parts as follows:
First，calculate the structural parameters of the system via Gaussian optics based on the specific
requirements of the design;
Second，select the objective lens and eyepiece of the optical system considering both design
requirements and theoretical calculations;
Third, design repeatedly for the components to make them meet the requirement using the TCOS
optical design software;
Fourth, plot the structure char of the optical system and that of its components according to design
data,;
Finally, summarize the design processes.
[Key Words] Kepler telescope, microscopes, optical design, the applications of optical design software TCOS
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前言
1前言
光学设计在大半个世纪的发展进程中，经历了人工设计和光学自动设计两个阶段，实现了由手工计算像差、人工修改结构参数进行设计，到使用电子计算机和光学自动设计程序的巨大飞跃。
当今，国内外已出现了不少功能相当强大的光学设计CAD软件，计算机辅助设计己经在工程光学领域普遍应用，从而使设计者能快速、高效地设计出优质、经济的光学系统。
由于光学系统种类繁多，型式不一，特别是其结构参数与像差之间存在的复杂非线性关系，即使性能要求为简单的系统，也不能从像差要求直接求解获得可用的结果，光学设计过程仍然遵循着一定的规律——设计成功的光学系统，其结构形式应当是既能满足使用要求，又能够尽量做到体积小、结构简单。
2目视光学系统成像原理
2.1目视光学系统的共同特点
目视光学系统的共同特点在文献[11]中有详细论述，这里只作简要概括如下：
1．目视光学系统的实质：人眼的视角分辨率是有限的，约为60''。而光学仪器的作用实际上便是放大视角，使人们能直接观察肉眼看不清的目标。
2．目视光学系统视放大率： ??'y仪y'眼???'ta?n仪??ta?n眼'?ta?n仪ta?n眼
3．目视光学仪器必须满足两个共同特点： [1] 目视光学仪器具有扩大视角的作用；
[2] 目标通过仪器后应成像在无限远，或者说要出射平行光束。
2.2 望远镜系统成像原理
望远镜系统成像原理在文献[10-12]、[16-20]中有详细的论述,这里简要概括如下： 1．望远镜简化结构：
由两个光组组成，其中第一个光组的象方焦点F1'与第二个光组的物方焦点F2重合。该组合光组的成象光路特点和成象特点如图1所示：
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双筒棱镜望远镜物镜和目镜的选型与设计
图1 望远镜简化结构
2．望远镜的重要参数：
f2'y'望远镜系统的垂轴放大率 ????'
yf1望远镜系统的角放大率 ??1???f1 f2f1' ta?n' 望远镜的视放大率 ?? ??ta?nf2以上三者之间的关系 ????1??D 'D其他主要光学参数还有：焦距、口径、相对口径、视场角等。
2.3显微镜系统成像原理
显微镜系统的成像原理在文献[11][13][17]中有详细论述，这里只简要概括如下： 1． 显微镜系统的实质：
显微镜实质上是一个组合放大镜。它是把微细的物体先用一组透镜放大成像到放大镜的焦面上，再通过放大镜观察，这样通过两级放大，就可以观察比放大镜能观察到的更微细的物体了。
2．显微镜系统的结构：
它由焦距很短的物镜和目镜组成,两者间有较大的光学间隔,物体（物高y）位于
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