變焦顯微鏡設(shè)計.pdf

1、20世紀50年代，美國博士倫、日本尼康、德國蔡司等公司開始推出他們的變焦顯微鏡產(chǎn)品。90年代，中國的一些光學(xué)儀器廠也相繼推出他們的產(chǎn)品。隨著變焦距光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量逐漸接近并達到定焦距光學(xué)系統(tǒng)的水平，如今，變焦顯微鏡的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限于最初的生物顯微鏡，它的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)延伸到了各個行業(yè)，包括電子工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、IT產(chǎn)業(yè)、以及植物學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。 本論文來源于國家自然科學(xué)基金資助項目(項目編號是50775063)，主要任務(wù)是

2、設(shè)計一個變焦顯微鏡，用于共焦顯微鏡檢測對象的定位。本論文完成的變焦顯微鏡設(shè)計工作主要分成以下五個部分：①變焦顯微鏡系統(tǒng)的高斯解分析。②變焦顯微鏡的初始結(jié)構(gòu)和攝影目鏡的優(yōu)化設(shè)計。③變焦顯微鏡系統(tǒng)像差的全面分析。④變焦距系統(tǒng)凸輪曲線優(yōu)化設(shè)計方法的研究。本論文提出的基于ZEMAX的凸輪曲線優(yōu)化設(shè)計方法，利用ZEMAX宏語言編程得到凸輪曲線和像斑半徑的連續(xù)變化曲線，著重分析了像面漂移對光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響。⑤變焦顯微鏡系統(tǒng)的凸輪控制機械結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計。 利用ZEMAX的光學(xué)系統(tǒng)像差分析功能，全面分析變焦顯微鏡像差，證明變焦顯微鏡的像質(zhì)符合要求。采用本論文提出的凸輪曲線設(shè)計方法得到的變焦顯微鏡凸輪曲線平滑穩(wěn)定，而且像質(zhì)情況良好。程序不僅給出反映變倍補償組運動關(guān)系的凸輪曲線，而且得到變倍組移動距離和系統(tǒng)放大倍率、焦距、像面位置的關(guān)系。將該方法推廣，證明它適用于二組運動型變焦距光學(xué)系統(tǒng)凸輪曲線的優(yōu)化設(shè)計。凸輪曲線容易更新，方法簡便。最后，設(shè)計完成的凸輪機構(gòu)能夠保證活動組份沿著優(yōu)