【论文】望远镜系统的光学设计.pdf

摘要

早在18世纪的时候，人们出于对自然界的好奇无意间发明了结构非常简单的望远

镜。而科技飞速发展的今天，望远镜的创新也是层出不穷，并且望远镜也被应用到

各个领域。

本论文设计了一个军用望远镜，其可以观测到一定范围内的物体，适用五百米内的

军用装备细节观察,一千米内的战地地形观察。首先介绍了像差理论和光学自动设计

原理，确定并给出了望远镜的总体设计方案。然后就望远镜目镜的光学性能选择了

对称型目镜。在确定目镜类型的基础上，运用初级像差理论进行了军用望远镜目镜

的初始光学结构设计，并给出了对称型目镜的有关结构参数。昀后，在ZEMAX环

境下进行了初始结构的像质评价，并运用ZEMAX软件提供的优化功能对整个望远

镜目镜的初始光学结构进行了优化，经过反复的调试和修改，得到的优化结果明显

优于初始结构。为了评价本设计的军用望远镜目镜的成像质量，在优化之后还依据

设计提出的技术要求进行了像差、公差的分析。

关键词：军用望远镜目镜，光学设计，像质评价，像质分析，ZEMAX软件

Abstract

Inthe18thcentury,peopleinventedaccidentallythetelescopewithverysimplestructure

whentheywereoutofthenatureofthecurious.Today,therearevariouskindsof

telescopeswithnewtechnologiesandareusedinwidefields.

Inthispaper,amilitarytelescopeisdesigned,whichcanbeusedtoobserveobjectsina

certainrange.Itwillbeappliedtoamilitaryequipmenttoobservethedetailswithinahalf

ofkilometerandthebattlefieldterrainwithinonekilometer.First,imagequalitytheoryand

opticalautomaticdesigntheoryareintroducedindeteil.Usingthetheories,thetelescopeof

designprogramisadvanced.Thenbytheopticalpropertiesofthetelescopeeyepiece，

symmetricaleyepieceisselected.Basedontheprimaryaberrationtheory,theinitialoptical

structuredesignofamilitarytelescopeeyepieceisexpressed,andthestructuralparameters

ofthesymmetricaleyepiecearedisplayedinatableinordertodeterminethetypeofthe

eyepiece.Finally,theeyepieceisevaluatedwithZEMAXsoftwarebyimagequality

theorems.UsingtheoptimizationfunctioninZEMAXsoftwareenvironment,theinitial

opticalstructureoftelescopeeyepieceisoptimized.Thedebuggingisrepeatedafter

modificat