變焦顯微鏡設計.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，中國的一些光學儀器廠也相繼推出他們的產(chǎn)品。隨著變焦距光學系統(tǒng)的成像質量逐漸接近并達到定焦距光學系統(tǒng)的水平，如今，變焦顯微鏡的應用已經(jīng)不僅僅局限于最初的生物顯微鏡，它的應用領域已經(jīng)延伸到了各個行業(yè)，包括電子工業(yè)、半導體工業(yè)、IT產(chǎn)業(yè)、以及植物學、生物學等領域。 本論文來源于國家自然科學基金資助項目(項目編號是50775063)，主要任務是

2、設計一個變焦顯微鏡，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構和攝影目鏡的優(yōu)化設計。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)化設計方法的研究。本論文提出的基于ZEMAX的凸輪曲線優(yōu)化設計方法，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系統(tǒng)成像質量的影響。⑤變焦顯微鏡系統(tǒng)的凸輪控制機械結構設

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