三分离望远物镜的设计

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三片型望远镜物镜系统设计报告

三片型望远镜物镜系统设计报告

三片型望远镜物镜系统设计报告物镜是望远镜中最重要的组件之一,它决定着望远镜的分辨率和光学性能。

设计一款高质量的物镜系统对于实现高清晰度和高放大倍数的观测是至关重要的。

在本报告中,将介绍一种三片型望远镜物镜系统的设计。

首先,我们选择了三片型物镜系统,因为它具有良好的光学性能和较小的色差。

它由三个镜片组成,分别称为目镜、中镜和物镜。

这种设计可以有效减少畸变和散光,提高图像的清晰度和准确性。

在设计物镜系统时,我们首先确定了光学焦距和口径。

光学焦距决定了望远镜的放大倍数,而口径则决定了光的收集能力。

为了实现高分辨率的观测,我们选择了较长的光学焦距和较大的口径。

然后,我们根据设计要求选择了合适的光学玻璃材料。

光学玻璃的折射率和色散性质会影响物镜系统的成像质量。

我们选择了具有较低色散率的特殊光学玻璃材料,以减少色差和散光现象。

接下来,我们进行了最佳的透镜曲率半径和厚度的选择。

透镜的曲率半径和厚度会影响光线的弯曲和聚焦,因此在设计过程中需要进行精确调整。

我们使用了光学设计软件进行模拟和优化,以确定最佳的透镜参数。

最后,我们进行了物镜系统的光学测试和校准。

通过使用干涉仪、散斑法和星光观测等方法,我们对物镜系统的成像质量进行了评估。

通过调整透镜的位置和角度,我们进一步优化了系统的光学性能。

通过上述设计和优化步骤,我们成功设计了一款高质量的三片型望远镜物镜系统。

该系统具有较高的分辨率、准确的成像和较小的色差。

我们将继续改进该系统的设计,并进行实际观测和测试,以验证其性能和可靠性。

总结起来,物镜是望远镜中最关键的组件之一,其设计需要考虑光学焦距、口径、材料和曲率半径等因素。

通过使用光学设计软件进行模拟和优化,并进行光学测试和校准,我们可以设计出高质量的物镜系统。

这种三片型望远镜的物镜系统具有较高的分辨率和准确的成像,适用于各种天文观测和科研应用。

望远物镜设计的特点

望远物镜设计的特点
定义两个与外形尺寸有关的参数
l2 f1'
2l2 r1
h2 h1
l2' l2
u2 u2'
r2
1
r1
其中,α表示次镜离第一焦点的距离,也决定了次镜的 遮光比,β表示次镜的放大倍数。主镜的焦距乘以β即为系 统的焦距,或主镜的F数乘以β的绝对值即为系统的F数。
两镜系统的最大优点是主镜的口径可能做得较大,远超 过透镜的极限尺寸,镀反射膜后,使用波段很宽,没有色差, 同时采用非球面后,有较大的消像差的能力。因此,两镜系 统结构比较简单,成像质量优良。但是,两镜系统也有一些 缺点,例如不容易得到较大成像质量优良的视场,次镜会引 起中心遮拦,有时遮拦比还较大,非球面与球面相比制造难 度加大。但现在非球面加工技术越来越成熟,因此在空间光 学系统中,两镜系统仍然是一个很好的选择。
50/ 1 ;150/ 1 ;300/1 ;1000/ 1
f
/
D f

34 6
10
望远镜物镜的结构型式
(2)双-单
视场为2ω<5°; 相对孔径 D 为 1 ~ 1 ;
f 3 2
透镜口径D≤100mm
望远镜物镜的结构型式
(3)单-双
视场为2ω<5°;
相对孔径 D 为 1
f 3

1 2.5
;
透镜口径D≤100mm
r1=153.1 r2=-112.93 r3=-361.68
6 K9 4 ZF1
r
d
nD
1
153.10
6 1.5163
-112.93
4 1.6475
-361.68 50
1
0.00
150 1.5163

zemax设计 - 三片式照相物镜设计

zemax设计 - 三片式照相物镜设计

三片式照相物镜设计
透镜参数:
1.焦距为9mm。

2.相对孔径为1/4。

3.全视场2ω为40度。

4.所有视场在67.5lp/mm处时,MTF>0.3。

5.三个透镜选用的玻璃依次为ZK5,F6,ZK11。

CAD图:
1.系统二维图:
2.系统三维图:
3.点列图:
1)当ω=20度时,系统的慧差较大。

2)从图中可以看到黑色圆圈所包含的点较多,说明能量较为集中。

3)系统的弥散斑半径较小,该系统符合设计要求。

4.MTF曲线
1)当所有视场在67.5lp/mm处时,MTF曲线>0.3。

符合系统设计要求。

2)图中黑色的线为衍射极限,图中其他曲线的走势和衍射极限的走势基本相同,系统较为优秀。

3)S曲线(弧矢曲线)与T曲线(子午曲线)基本重合,说明镜头的像散比较小。

4)图中曲线较为平直,说明边缘与中间一致性较好。

5.光线扇面(Ray Fan)
6.光程差扇形图(OPD Fan)
7.Field Curv/Dist(场曲)
8.点扩散函数PSF
9.包围圆能量曲线
在上图中,曲线较为陡直,且拐弯点较高,说明该系统较好。

三片分离式照相物镜优化设计

三片分离式照相物镜优化设计

三片分离式照相物镜优化设计集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-三片分离式照相物镜的优化设计(1)光学特性:f ’=12mm,D/f ’=1/3.5,2w=40° (2)像质主要以调制传递函数MTF 衡量,具体要求是: 全视场在50lp/mm 处,MTF>0.4。

任务:1、简述照相物镜的设计原理和类型;2.确定照相物镜的基本性能要求,并确定恰当的初始结构;3.输入镜头组数据,设置评价函数操作数,进行优化设计和像差结果分析; 4.给出像质评价报告,撰写课程设计论文照相物镜的简介照相物镜的基本光学性能主要由三个参数表征。

即焦距f ’、相对孔径D/f ’和视场角2w 。

照相物镜的焦距决定所成像的大小Ⅰ)当物体处于有限远时,像高为y ’=(1-ωβtan ')f式中,β为垂轴放大率,ll y y ''==β。

对一般的照相机来说,物距l 都比较大,一般l >1米,f ’为几十毫米,因此像平面靠近焦面,''f l ≈,所以Ⅱ)当物体处于无限远时,β→∞像高为 y ’=ωtan 'f 因此半视场角ω=actan''f y 下表中列出了照相物镜的焦距标准:相对孔径决定其受衍射限制的最高分辨率和像面光照度,在此的分辨率亦即通常所说的截止频N照相物镜中只有很少几种如微缩物镜和制版物镜追求高分辨率,多数照相物镜因其本身的分辨率不高,相对孔径的作用是为了提高像面光照度E’=1/4πLτ(D/f’)2照相物镜的视场角决定其在接受器上成清晰像的空间范围。

按视场角的大小,照相物镜又分为a)小视场物镜:视场角在30°以下;b)中视场物镜:视场角在30°~60°之间;c)广角物镜:视场角在60°~90°之间;d)超广角物镜:视场角在90°以上。

三分离望远物镜的设计

三分离望远物镜的设计

燕山大学课程设计说明书题目:三分离望远物镜的设计学院(系):电气工程学院年级专业: 09级仪表1班学号:学生姓名:指导教师:教师职称:副教授电气工程学院《课程设计》任务书课程名称:光学仪器基础课程设计说明:1、此表一式三份,系、学生各一份,报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科燕山大学课程设计评审意见表摘要望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。

利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。

又称“千里镜”。

望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。

望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。

随着科学技术的发展光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。

我们知道,光学仪器的核心部分是光学系统。

然而一个高质量的成像光学系统是要好的光学设计来实现的,所以说,光学设计是实现各种光学仪器的基础。

光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。

所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求,来决定满足各种使用要求的数据,即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。

大体可以分为两个阶段。

第一阶段根据仪器总体的要求,从仪器的总体出发,拟定出光学系统原理图,并初步计算系统的外形尺寸,以及系统中各部分要求的光学特性等。

第二阶段是根据初步计算结果,确定每个透镜组的具体结构参数,以保证满足系统光学特性和成像要求。

这一阶段的设计成为“相差设计”,一般简称光学设计。

评价一个光学系统的好坏,一方面要看它的性能和成像质量,另一方面要系统的复杂度。

一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下,结构设计最简单的系统。

关键字:望远镜三分离物镜ZEMAX 缩放法目录第一章光学概述 (3)第二章ZEMAX软件介绍 (4)第三章缩放法的简介 (4)第四章初始结构的参数及曲线 (5)第五章优化后的光学系统参数及曲线 (11)第六章学习心得 (13)第七章参考文献 (13)第一章光学概述光学(optics)是研究光(电磁波)的行为和性质,以及光和物质相互作用的物理学科。

三片分离式照相物镜优化设计

三片分离式照相物镜优化设计

三片分离式照相物镜优化设计The latest revision on November 22, 2020三片分离式照相物镜的优化设计(1)光学特性:f ’=12mm,D/f ’=1/3.5,2w=40°(2)像质主要以调制传递函数MTF 衡量,具体要求是:全视场在50lp/mm 处,MTF>0.4。

任务:1、简述照相物镜的设计原理和类型;2.确定照相物镜的基本性能要求,并确定恰当的初始结构;3.输入镜头组数据,设置评价函数操作数,进行优化设计和像差结果分析;4.给出像质评价报告,撰写课程设计论文照相物镜的简介照相物镜的基本光学性能主要由三个参数表征。

即焦距f ’、相对孔径D/f ’和视场角2w 。

照相物镜的焦距决定所成像的大小Ⅰ)当物体处于有限远时,像高为y ’=(1-ωβtan ')f式中,β为垂轴放大率,l l y y ''==β。

对一般的照相机来说,物距l 都比较大,一般l >1米,f ’为几十毫米,因此像平面靠近焦面,''f l ≈,所以Ⅱ)当物体处于无限远时,β→∞像高为y ’=ωtan 'f因此半视场角 ω=actan ''f y 下表中列出了照相物镜的焦距标准:相对孔径决定其受衍射限制的最高分辨率和像面光照度,在此的分辨率亦即通常所说的截止频N照相物镜中只有很少几种如微缩物镜和制版物镜追求高分辨率,多数照相物镜因其本身的分辨率不高,相对孔径的作用是为了提高像面光照度E’=1/4πLτ(D/f’)2照相物镜的视场角决定其在接受器上成清晰像的空间范围。

按视场角的大小,照相物镜又分为a)小视场物镜:视场角在30°以下;b)中视场物镜:视场角在30°~60°之间;c)广角物镜:视场角在60°~90°之间;d)超广角物镜:视场角在90°以上。

照相物镜按其相对孔径的大小,大致分为a)弱光物镜:相对孔径小于1:9;b)普通物镜:相对孔径为1:9~1:3.5;c)强光物镜:相对孔径为1:3.5~1:1.4;d)超强光物镜:相对孔径大于1:1.4;照相物镜没有专门的视场光阑,视场大小被接受器本身的有效接受面积所限制,即以接收器本身的边框作为视场光阑。

三镜原理的四种应用和图示

三镜原理的四种应用和图示

三镜原理的四种应用和图示
1. 显微镜
•显微镜是一种利用光学原理来放大微小物体的仪器,其中使用了三镜原理来实现高倍率的放大效果。

•三镜原理在显微镜中的应用方式是通过将光线分别经过两个凸透镜和一个凹透镜,使得被观察物体放大数倍。

2. 望远镜
•望远镜是一种观察远距离物体的设备,其中的望远镜也使用了三镜原理来实现放大效果。

•在望远镜中,光线首先经过一个凹透镜收集,并被一个凸透镜放大,最后通过一个凸透镜进一步放大,从而实现对远距离物体的观察。

3. 照相机
•在照相机中,三镜原理被应用于相机镜头的设计,以实现对被摄体的放大和成像。

•光线首先通过一个凹透镜被聚焦,然后经过一个凸透镜进行进一步放大和成像,最后通过光敏芯片记录成像结果。

4. 投影仪
•投影仪是一种将图像放大并投射到屏幕上的设备,其中也应用了三镜原理。

•在投影仪中,光线首先经过一个凸透镜被聚焦,然后通过一个凹透镜进行进一步放大,最后通过透镜来将图像投射在屏幕上。

以上是三镜原理在四种常见设备中的应用方式。

通过三镜原理,这些设备能够
实现对物体的有效放大和成像,从而在各自的领域中发挥重要作用。

在图示方面,由于不能插入图片内容,请自行参考网络上与三镜原理相关的图
示来加深对其原理的理解。

可以搜索关键词“三镜原理图示”来获取相关的图示资料。

总结起来,三镜原理在显微镜、望远镜、照相机和投影仪等设备中都发挥了重
要的作用,通过将光线经过多个透镜的处理,实现对物体的有效放大和成像。

这些设备的应用在科学研究、观察和记录等领域起到了关键作用。

三片式物镜设计+Zemax文件截图

三片式物镜设计+Zemax文件截图

三片式物镜的设计小组成员:执笔人:1.设计任务的具体指标及其要求35mm相机胶片 50mm焦距 F/3.5 玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm,最大中心厚18mm 空气间隔最小2mm可见光波段光阑位于中间透镜各透镜所用材料SK4---F2----SK42.入瞳直径的设定点击Gen打开General窗口,在General系统通用数据对话框中设置孔径。

在孔径类型中选择Image Space F/#,并根据设计要求在Aperture Value中输入3.5.3.视场的设定由于使用35mm相机胶片,其规格尺寸为36mm*24mm,Zemax中一般使用圆形像面,因此该矩形像面的外接圆半径经计算为21.7mm,0.707像高的视场高度为15.3mm。

点击Fie打开Field Data窗口,设置三个视场分别为0mm、15.3mm、21.7mm。

4.工作波长的设定选择可见光波段,点击Wav按钮,设置Select-F,d,C(Visible),自动输入三个特征波长。

5.评价函数的选择执行命令Editors----Mreit Function打开Mreit Function Editor编辑窗口,在Mreit Function Editor编辑窗口中执行命令Tools---Default Merit Function,打开默认评价函数对话窗口,选择RMS---Spot Radius--Centroid评价方法,并将厚度边界条件设置为玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm,最大中心厚18mm,空气间隔最小2mm。

6.系统的透镜参数设定在Lens Data Editor中输入部分初始结构,设置中间透镜为光阑,设置各透镜所用玻璃材料类型。

因为此时的焦距为49.7684此时的光路图为如下所示以上分析说明目前系统存在球差、彗差、色差、场曲等缺陷。

局部优化:首先进行了SPHA函数的优化,此时系统评价函数已经比较小,各个像差也均比较小。

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燕山大学课程设计说明书题目:三分离望远物镜的设计学院(系):电气工程学院年级专业: 09级仪表1班学号:学生姓名:指导教师:教师职称:副教授电气工程学院《课程设计》任务书课程名称:光学仪器基础课程设计说明:1、此表一式三份,系、学生各一份,报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科燕山大学课程设计评审意见表摘要望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。

利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。

又称“千里镜”。

望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。

望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。

随着科学技术的发展光学仪器已普遍应用在社会的各个领域。

我们知道,光学仪器的核心部分是光学系统。

然而一个高质量的成像光学系统是要好的光学设计来实现的,所以说,光学设计是实现各种光学仪器的基础。

光学设计要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。

所谓光学设计就是根据系统所提出的使用要求,来决定满足各种使用要求的数据,即设计出光学系统的性能参数、外形尺寸、各光组的结构等。

大体可以分为两个阶段。

第一阶段根据仪器总体的要求,从仪器的总体出发,拟定出光学系统原理图,并初步计算系统的外形尺寸,以及系统中各部分要求的光学特性等。

第二阶段是根据初步计算结果,确定每个透镜组的具体结构参数,以保证满足系统光学特性和成像要求。

这一阶段的设计成为“相差设计”,一般简称光学设计。

评价一个光学系统的好坏,一方面要看它的性能和成像质量,另一方面要系统的复杂度。

一个系统设计的好坏应该是在满足使用要求的情况下,结构设计最简单的系统。

关键字:望远镜三分离物镜ZEMAX 缩放法目录第一章光学概述 (3)第二章ZEMAX软件介绍 (4)第三章缩放法的简介 (4)第四章初始结构的参数及曲线 (5)第五章优化后的光学系统参数及曲线 (11)第六章学习心得 (13)第七章参考文献 (13)第一章光学概述光学(optics)是研究光(电磁波)的行为和性质,以及光和物质相互作用的物理学科。

传统的光学只研究可见光,现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。

光是一种电磁波,在物理学中,电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述;同时,光具有波粒二象性,需要用量子力学表达。

狭义来说,光学是关于光和视见的科学,optics(光学)这个词,早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。

而今天,常说的光学是广义的,是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线的宽广波段范围内的,关于电磁辐射的发生、传播、接收和显示,以及跟物质相互作用的科学。

光学是物理学的一个重要组成部分,也是与其他应用技术紧密相关的学科。

系统设计及其仿真我们通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学。

几何光学是从几个由实验得来的基本原理出发,来研究光的传播问题的学科。

它利用光线的概念、折射、反射定律来描述光在各种媒质中传播的途径,它得出的结果通常总是波动光学在某些条件下的近似或极限。

物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科,所以也称为波动光学。

它可以比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振,以及光在各向异性的媒质中传插时所表现出的现象。

波动光学的基础就是经典电动力学的麦克斯韦方程组。

波动光学不详论介电常数和磁导率与物质结构的关系,而侧重于解释光波的表现规律。

波动光学可以解释光在散射媒质和各向异性媒质中传播时现象,以及光在媒质界面附近的表现;也能解释色散现象和各种媒质中压力、温度、声场、电场和磁场对光的现象的影响。

量子光学是以辐射的量子理论研究光的产生、传输、检测及光与物质相互作用的学科。

1900年普朗克在研究黑体辐射时,为了从理论上推导出得到的与实际相符甚好的经验公式,他大胆地提出了与经典概念迥然不同的假设,即“组成黑体的振子的能量不能连续变化,只能取一份份的分立值”。

光的这种既表现出波动性又具有粒子性的现象既为光的波粒二象性。

后来的研究从理论和实验上无可争辩地证明了:非但光有这种两重性,世界的所有物质,包括电子、质子、中子和原子以及所有的宏观事物,也都有与其本身质量和速度相联系的波动的特性。

应用光学光学是由许多与物理学紧密联系的分支学科组成;由于它有广泛的应用,所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。

例如,有关电磁辐射的物理量的测量的光度学、辐射度学;以正常平均人眼为接收器,来研究电磁辐射所引起的彩色视觉,及其心理物理量的测量的色度学;以及众多的技术光学:光学系统设计及光学仪器理论,光学制造和光学测试,干涉量度学、薄膜光学、纤维光学和集成光学等;还有与其他学科交叉的分支,如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。

第二章ZEMAX软件介绍ZEMAX是美国Focus Software Inc.所发展出的光学设计软件,可做光学组件设计与照明系统的照度分析,也可建立反射,折射,绕射等光学模型,并结合优化,公差等分析功能,是套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。

ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件,它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。

ZEMAX 不只是透镜设计软件而已,更是全功能的光学设计分析软件,具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点,与其它软件不同的是 ZEMAX 的CAD 转文件程序都是双向的,如IGES、STEP、SAT等格式都可转入及转出。

而且 ZEMAX可仿真Sequential 和Non-Sequential 的成像系统和非成像系统。

ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件,是将实际光学系统的设计概念,优化,分析,公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。

包括光学设计需要的所有功能,可以在实践中对所有光学系统进行设计,优化,分析,并具有容差能力,所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。

ZEMAX功能强大,速度快,灵活方便,是一个很好的综合性程序。

ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。

ZEMAX 能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。

ZEMAX 的界面简单易用,只需稍加练习,就能够实现互动设计。

ZEMAX 中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。

同时,也提供快捷键以便快速使用菜单命令。

手册中对使 ZEMAX 时的一些惯用方法进行了解释,对设计过程和各种功能进行了描述。

ZEMAX目前已经是被光电子领域熟知的光学设计的首选软件。

该软件拥有两大特点,就是可以实现序列和非序列分析。

在全球范围内,这款软件已经被广大的应用在设计显示系统,照明,成像的使用系统,激光系统以及漫射光的设计应用方面。

第三章缩放法的简介所谓缩放,即根据对光学系统的要求,找出性能参数比较接近的已有结构,将其各尺寸乘以缩放比K,,得到所求的系统结构,并估计像差的大小或变化趋势。

具体步骤如下:(1)根据所设计的外部参数,由手册等资料选取比较接近的现有结构。

外部参数指D 、f ’、2w 等。

其中主要是f'不能相差太大,相差太大即失去了原有数据的参考价值。

(2)根据焦距计算缩放比K :现有焦距设计焦距f f =K(3)将现有结构中的所有线量放大K 倍,角量和相对量不变。

(4)估计使用条件下的相差和瞳孔位置的变化,所选的结构被放大后,所有线量相差进而也随之放大,原有结构的使用条件不可能与现在的使用条件完全相同,但可以根据原来使用的孔径和视场及相差曲线的趋势,推算出新的使用条件下的相差值等。

(5)检查和调整间隔(中心厚或边缘厚),以满足工艺要求,必要时更换玻璃材料。

(6)上机计算。

首先检查焦距是否为预想值,若相差太远,可复查缩放过程或原始值。

再查其他值,或作像差矫正等。

第四章 初始结构的参数及曲线根据缩放法的设计步骤,查阅老师所给资料的光学设计手册得到三分离物镜的类似结构系统,参数如下:在ZEMAX软件中输入上述参数,按照ZEMAX设计光学系统的一般步骤,新建一个光学系统,先设计入瞳直径。

D=45.63mm。

然后再选定视场角。

w=0.65,0.707w=0.46。

接着选好F、C、D三个波长的可见光线。

随后输入六个曲面的r、d、n,得到最原始的数据。

.根据缩放法,求出缩放比K=0.8766,将原始数据缩放,得到缩放后的数据。

优化前的Layouts (外形图)优化前的Ray Fan(光线曲线)优化前的Optical Path Difference (OPD) Fans(光程差曲线)优化前的Spot Diagrams (点列图) 优化前的MTF分析曲线第五章优化后的光学系统参数及曲线:设定默认优化函数:选择工具栏Editors→Merit Function→Tools→Default Merit Function,在该选项框中选择RMS, Spot Radius, Centroid, 其它项默认即可,选择确定。

为避免焦距变化过大,将其确定为初始值,即设定有效焦距EFFL为120,权重为1。

查看工具栏Analysis→Aberration Coefficients→Seidel Diagram (或Seidel Coeffients),比较直观地观察系统各表面对各种像差的影响,鉴于显微物镜主要校正轴上点球差、色差和正弦差,因此可以选择红颜色的Spherical Aberration 作为主要观测对象。

经观察发现,第5、6这两个表面对球差影响较大,因此可以尝试这两个个半径组合作为变量进行自动优化。

每次优化在之前基础上增加两三个半径作为变量,不要一次增加太多变量,否则效果不一定好。

优化后参数如下:优化后的Layouts (外形图)结构合理。

优化后的Ray Fan(光线曲线)优化后的Optical Path Difference (OPD) Fans(光程差曲线)优化后的Spot Diagrams (点列图)通过观察图像及数据,除去个别数据,发现各项误差均有所减小,基本达到了优化要求。

第六章学习心得光学设计课程结课已过去很长时间,重新学习起来稍有困难,在开始的前两天通过上网查阅关于课程设计的资料,初步掌握缩放法的基本步骤,ZEMAX是设计给光学系统的专业软件,仔细阅读老师给的资料以及向周围的同学的学习,慢慢地知道了设计的基本过程,光学系统看似简单,其实是一门学问很深的课程,优化的过程很是考验耐力,因为各种参数的变化,加上自己的知识又不充分,学习起来很是吃力。

总的来讲,这次课程设计使我懂得了ZENAX的一些基本知识以及设计光学系统的基本过程,加深了我对光学设计知识的理解,提高了动手操作能力。

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