新人贴—牛顿望远镜设计

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Zemax小白从零开始学习
  第一个简单光学系统设计是牛顿望远镜，我搜索了光学社区相关的帖子，发现通过Zemax来设计牛顿望远镜的帖子比较少，并且用的zemax软件比较老，所以想写一篇关于牛顿望远镜设计的帖子，一边巩固自己所学到的知识，同时也能给刚入门学习zemax的同仁提供一个案例学习，参考资料来自追光者的书籍《Zemax从入门到精通》。

  牛顿望远镜采用抛物面作为主镜，光进入镜筒的底端，然后折回开口处的第二反射镜，再次改变方向进入目镜焦平面。牛顿反射望远镜使用平面镜代替昂贵的透镜来观察物体，有效节约成本，并且获得较好的放大效果。
牛顿望远镜的规格参数如下：
入瞳直径(EPD):100mm
焦距：800mm
全视场(EFOV)：4°
波长：可见光范围
步骤1：分别输入入瞳直径、视场数据以及输入波长，如下图所示

步骤2：在镜头数据编辑器输入参数，面1的材料为"MIRROR"，抛物面反射镜的曲率半径和焦距关系为R=2f，那么抛物面反射镜的的曲率为R=-1600mm，其中面1的圆锥系数为-1，对应抛物面。

步骤3：分别查看三维布局图、点列图以及光线像差图，可以看到沿轴光束聚焦没有像差，离轴的轴外光束有较大的像散和慧差。

步骤4：添加反射镜，假设像面与反射镜中心距离为100mm，那么添加转折反射镜得到下图镜头数据和三维布局图。



步骤5：由zemax的序列光学设计特点知，即光线按照指定的表面顺序传播，不考虑元件空间摆放位置，那么需要考虑反射镜的遮光效果。反射镜形成了一个椭圆形的遮光效果，该遮光区域大小为X半长44.5mm，Y半长32.5mm，如下三维布局图的橙色椭圆所示。那么需要在面1之前插入一个椭圆遮光面，如下镜头数据编辑器和三维布局图所示。



以上便是牛顿望远镜的一个设计流程，希望能对新手有所帮助。