摘要:本设计主要依据惠更斯目镜的结构原理，运用两片透镜组合设计出惠更斯目镜。运用ZEMAX软件在目镜原有结构的基础，生成满足设计要求的目镜初始结构。利用默认评价函数对惠更斯目镜初始结构进行进一步的优化，以满足设计的要求。通过对比优化前后的图像可以发现优化后的结果明显好于优化前的结果，系统像差得到一定的修正，像质得到一定的改善。62788

毕业论文关键词：惠更斯目镜，像差，结构优化

Abstract：The design is mainly based on the structure principle of Huygens’ eyepiece,using two lenses to design Huygens’ eyepiece.This design uses ZEMAX software based on the original structure of the eyepiece to generate a new one,which meets the design requirements of the initial structure. To meet the design requirements,the design using the default merit function to optimize the initial structure of eyepiece.By comparing before and after optimization of image can be seen that the optimized result is much better than that before optimized result.The system aberrations can be improved.The image quality can be improved.

Keyword：Huygens’ eyepiece,aberrations,structural optimization

1 前言 4

2 目镜结构和像差校正 4

2.1 目镜结构概述 4

2.2 目镜像差及其校正一般方法 4

3 惠更斯目镜设计 5

3.1 惠更斯目镜结构 5

3.2 惠更斯目镜初始结构的确立 6

3.2.1 惠更斯目镜设计步骤 6

3.2.2 初始结构像质分析 7

3.3 惠更斯目镜结构优化 13

3.4 惠更斯目镜结构图 18

结论 19

参考文献 20

致谢 21

1 前言

目镜是显微镜与望远镜的重要组成部分，其作用是把物镜所成的像放大在人眼的远点或明视距离供人眼观察，主要光学参数有焦距 、视场角2 、相对目距 / 、工作距离 。惠更斯目镜是最简单的目镜型式，由荷兰物理学家惠更斯于17世纪发明。这种目镜由两个平凸透镜组成，用色散材料比较弱的冕玻璃制成。虽然惠更斯目镜在15度半视场内的像差校正非常好，但是也存在导致这种目镜型式不理想的若干缺点。惠更斯目镜的优点是对于慧差，倍率色差有很好的消除作用，像散也很小，且制造工艺比较简单，成本较低。缺点是不能明显的降低球差和位置色差，而且存在场曲，并向眼睛一端突出，视场较大，出瞳距离很短。另外，惠更斯目镜的接目距很小，而且像形成在目镜内部，这就导致了在大多数情况下不能使用分划板的缺陷。

2 目镜结构和像差校正源:自/优尔^-论,文'网·www.youerw.com/

2.1 目镜结构概述

目镜是显微镜及望远镜等目视光学系统的重要组成部分，把物镜所成的像成像在无限远处，以供人眼观察。目镜的光学结构特性主要有以下几点。

(1)焦距短。在设计望远镜系统时，减少目镜的的焦距既能够有效地增大望远镜的视觉放大率也可以控制仪器的尺寸，但目镜的焦距也不能小于6mm，否则会导致出瞳距太短，使得眼睛睫毛跟目镜表面相碰从而对影响观察，为此目镜的焦距一般在15~30mm左右。而对于显微镜系统而言，目镜的视觉放大率一般为10倍，其焦距大约为25mm。