激光扩束镜设计
基于ZEMAX的激光扩束系统设计开题报告
毕业设计开题报告
学生姓名：学号：
学院、系：
专业：光电信息工程
设计题目：基于ZEMAX的激光扩束系统设计指导教师:
年月日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；
2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。
文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
4．学生的“学号”要写全号（如020*******,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；
5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；
6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
图1.1 Φ300 HTM激光扩束器
毕业设计开题报告
图2.1 卡塞格林系统
图2.2 格里高利系统
从对上述两种系统的分析可以看出,轴对称的结构形式使它们都存在中心遮拦现象
(b) 离轴的格里高利扩束系统图3.3 离轴反射式扩束系统
毕业设计开题报告。
激光准直扩束设计和仿真
激光准直扩束设计和仿真激光准直扩束是激光器应用中非常重要的一个步骤，主要作用是将激光束聚焦到目标区域或者将激光束展宽以达到特定的要求。
激光准直扩束的设计和仿真是一项复杂而且关键的工作，需要考虑多个因素，包括光学元件的选择、参数的调整以及系统的优化等。
本文将从几个方面进行介绍。
首先，激光准直扩束的设计需要选择合适的光学元件。
常见的光学元件有透镜、棱镜、光栅等，根据具体的需求选择合适的元件非常重要。
比如，如果需要将激光束聚焦到一个小点上，可以选择具有较大的焦距和透镜，或者使用一些特殊形状的透镜来实现更复杂的光束变换。
而如果需要将激光束展宽，可以选择具有较小的焦距和透镜，或者使用一些特殊的棱镜或光栅来实现。
其次，激光准直扩束的设计还需要进行参数的调整。
激光束的准直性和扩束性通常可以通过调整准直角度和扩束角度来实现。
准直角度是指入射光束与出射光束之间的夹角，过大或者过小的准直角度都会导致光束的偏离。
扩束角度是指入射光束的展宽程度，过大或者过小的扩束角度都会导致光束的失焦。
因此，通过合理的参数调整可以达到最优的准直扩束效果。
最后，激光准直扩束的设计还需要进行系统的优化。
在设计过程中，需要综合考虑各种因素，如光学元件的质量、激光束的功率损耗、光学系统的稳定性等。
这就需要通过仿真软件对光学系统进行模拟和分析，以评估系统的性能和优化系统的设计。
常用的光学仿真软件有ZEMAX、CODEV 等，通过这些软件可以对激光准直扩束进行精确的模拟和分析，为系统的实际制造提供参考。
总结起来，激光准直扩束的设计和仿真是一项复杂而且关键的工作，需要综合考虑多个因素。
通过选择合适的光学元件、调整参数和优化系统设计可以实现最优的准直扩束效果。
同时，借助光学仿真软件可以对光学系统进行精确的模拟和分析，提高系统设计的效率和准确度。
激光扩束望远镜的光学设计
激光扩束望远镜的光学设计
樊丽娜;朱爱敏;刘琳;吴泉英
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2007(28)8
【摘要】介绍激光扩束原理,阐述望远镜系统扩展高斯光束的规律.通过分析不同激光扩束望远镜系统的特性,选用卡塞格林系统来实现强脉冲激光发射系统的设计要求,设计结果不仅满足准直性要求,并且在目标距离处的光斑大小具有一定的可调节性.
【总页数】3页(P20-22)
【作者】樊丽娜;朱爱敏;刘琳;吴泉英
【作者单位】苏州科技学院基础实验教学中心,苏州,215009;苏州科技学院基础实验教学中心,苏州,215009;苏州大学物理科学与技术学院,苏州,215006;苏州科技学院基础实验教学中心,苏州,215009
【正文语种】中文
【中图分类】TN249
【相关文献】
1.激光扩束望远镜的失调与扩束比 [J], 程洁;吕百达
2.高倍率激光扩束望远镜的光学设计 [J], 赵鑫
3.基于激光目标指示的红外扩束光学系统设计 [J], 李玉瑶;徐子奇
4.大视场反射式激光扩束系统光学设计 [J], 衣同胜;吴从均;颜昌翔;于平
5.变焦系统的光学设计
——以"可变倍激光扩束系统的设计和优化"为例 [J], 杨欢
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激光准直扩束设计和仿真
θ' 1 2
ω2' 2 = 2 2 1+( πω2' ) 1f 2 πω 0 '
)
2
2 πω 2 ] λf 2 2 λf2 (1+( ) ) πω0' 2
（6 ）
所以 ω0 "= λf 2 f f = 2 ω= 2 ω0 πω0' f1 f1
增大出射光束的腰粗， 就可以缩小光束的发散角； 同时增
Equipment Manufactring Technology No.3， 2009
激光准直扩束设计和仿真
李建新
（武汉软件工程职业学院光电子与通信工程系， 湖北 武汉 430205 ）
摘要： 从哈特曼法自动测量像差所需解决的准直 （平行） 光束出发， 基于高斯光学理论， 从工程角度分析了大倍率准直扩束系统的原 理， 实现了改变激光光束直径和发散角的准直扩束系统的设计， 并通过仿真得到了验证， 满足了光学系统的哈特曼像差测量要求。 关键词： 光学测量； 激光器； 准直扩束 中图分类号： TP 274 +.5 文献标识码： A 文章编号： 1672- 545X （2009） 03- 0028- 04
图 5 短焦距 f1 改变时仿真
tmp1=bl.*s/(pi*W0*W0); W=W0.*sqrt(1+tmp1.*tmp1); 由公式 （4 ） 入射光束在镜面 处的截面计算 W01=(bl*f1/pi)./W; W011=(f2/f1).*W; ksb=W011/W0; Q11=(bl/pi)./W011; subplot(4,1,1),plot(s,W01); xlabel(' 物距 s'),ylabel(' ω0’ '); subplot(4,1,2),plot(s,W011); xlabel(' 物距 s'),ylabel(' ω0” '); subplot(4,1,3),plot(s,ksb); xlabel(' 物距 s'),ylabel(' 压缩或扩束比 '); 由公式 （7 ） 的计算 ω0 ' 计算 ω0 " 扩束倍率或准直光束压缩比
光学设计实例-双胶合透镜非球面单透镜激光扩束镜
8次系数，所得结果存在高级彗差，再改初值（半径和Conic）产生反向初级彗差与
之平衡，再重复上述过程。
4
优化实例（3） ：优化结果
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优化实例（3）
6
优化实例（3）
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优化实例（3）
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主要内容
• 光学设计软件ZEMAX简介 • 优化实例
1-单透镜 2-双胶合透镜 3-非球面单透镜 4-激光扩束镜 5-显微镜物镜 6-双高斯照相物镜
3
2
优化实例（2） --优化结果
3
优化实例（3）
非球面单透镜：f’=60，D/f’=1:1, 2 =±1°
利用非球面可以准确校正球差，透镜弯曲可校正彗差， 形成大孔径小视场光学系统。 简单采用Default merit Function做优化，一般得不到结果，为此先通过AnalysisAberration coefficients-Seidel coefficients, 即初级像差计算得到适当的校正S2的半
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实例4 激光扩束镜的设计
消色差设计结果
工作波长1053nm下的像质
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实例4 激光扩束镜的设计
补偿镜设计结果
工作波长1053nm下的像质
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实例4 激光扩束镜的设计
补偿镜设计结果
检验波长632.8nm下的像质
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• 公差计算
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实例4 激光扩束镜的设计
目的 工作波长与检验波长不同时，如何设计补偿光路以完 成系统检验。 方法
1）消色差设计：使光学系统在工作波长与检验波长下的位置重合 优点：最佳选择，但有时不一定能设计出来，或使系统复杂化。 2）加平行平板：在工作波长下完成设计后，在两个镜组之间加入一 块适当厚度的平板，使其在检验波长下的像质优于衍射极限。 优点：结构简单，易操作。 因为平板可以放在任何地方，检验光路的像质与平板距前 后镜组的距离无关。 3）加补偿透镜：在工作波长下完成设计后，在准直（大口径）镜组 外侧加入一块适当结构的透镜，使其在检验波长下的像质优于衍 射极限。 不足：透补偿镜与准直镜组的距离、同心度会影响检验光路的 像质。 4）检验合格后，拿掉补偿镜即达到在工作波长满足要求的光学系统。
扩束镜的原理及应用
扩束镜的原理及应用1. 引言扩束镜是一种光学器件，它通过合理设计的光学透镜系统，可以将发散光束聚焦成平行光束或收敛光束。
扩束镜具有广泛的应用领域，包括激光器、光纤通信、医疗器械等。
本文将介绍扩束镜的原理和一些常见的应用。
2. 扩束镜的原理扩束镜的原理基于凸透镜的折射原理和光具系统的成像原理。
当光线从空气进入玻璃等折射率较大的介质时，会发生折射现象。
凸透镜的形状可以使得光线在透镜内部发生折射后会收敛或者聚焦到一个特定的焦点上。
扩束镜通常由一个凸透镜和一个凹透镜组成。
凸透镜负责将发散光束聚焦，而凹透镜负责将聚焦光束再次扩散为平行光束。
扩束镜的原理可以用以下步骤来解释： - 发散光束进入扩束镜系统时，凸透镜对光线进行折射，使光线向中心聚焦。
- 凹透镜接收凸透镜的聚焦光束，并使光束再次扩散为平行光束。
3. 扩束镜的应用3.1 激光器扩束镜在激光器系统中起着重要作用。
激光器发出的激光光束通常是发散的，而应用领域中往往需要平行光束或收敛光束。
扩束镜可以将发散的激光光束聚焦成平行光束，使得激光能够更好地传输和利用。
3.2 光纤通信光纤通信是一种通过光纤传输信息的技术，而光纤传输中的光束也需要扩束镜进行调整。
扩束镜可以将从光纤中发出的发散光束聚焦成平行光束，从而提高光纤通信的传输效率。
3.3 医疗器械在医疗器械中，使用光学技术进行诊断和治疗已经成为常见的方法。
扩束镜可以在医疗器械中起到对光束进行聚焦或扩散的作用。
例如，在激光手术中，扩束镜可以将激光光束聚焦到需要治疗的部位，从而实现精确的治疗。
3.4 显微镜显微镜是生物学、物理学等领域中常用的实验设备，它可以放大微小的物体或样本。
在显微镜中，扩束镜可以用于调整光路，以获得清晰的视野和高分辨率的图像。
3.5 摄影和摄像在摄影和摄像领域，扩束镜可以用于对光线进行调整，以获得所需的拍摄效果。
例如，在望远镜中，扩束镜可以将远处物体的发散光束聚焦成平行光束，使得观察者能够得到清晰的图像。
激光扩束镜结构
激光扩束镜结构激光扩束镜是一种用于调整激光光束直径的光学元件。
它通常由一个具有一定曲率的球面镜面组成。
激光扩束镜结构的设计和制造对于激光器的性能和应用具有重要影响。
一般而言，激光扩束镜由两个主要部分组成：球面镜面和支撑结构。
球面镜面是调整激光光束直径的关键部分，它通常由光学玻璃或光学晶体制成。
球面镜面的曲率决定了光束扩束的方式，不同的曲率可以实现不同的扩束效果。
支撑结构则是用于固定和支撑球面镜面的部分，它通常由金属或塑料材料制成，具有足够的刚度和稳定性。
在激光扩束镜结构中，球面镜面的形状和曲率是关键因素。
一般来说，球面镜面可以分为凸面镜和凹面镜两种类型。
凸面镜具有正的曲率，可以将激光光束聚焦到一个点上，实现光束的收束。
而凹面镜则具有负的曲率，可以将激光光束扩散开来，实现光束的扩束。
根据需要，激光扩束镜可以选择不同曲率的球面镜面来实现不同的扩束效果。
在激光扩束镜结构中，还可以通过调整球面镜面的位置来进一步调整光束的直径。
通过改变球面镜面与光源之间的距离，可以改变光束的扩束或聚束效果。
例如，将球面镜面与光源距离缩小，可以实现光束的扩束；而将球面镜面与光源距离增大，则可以实现光束的聚束。
除了球面镜面和支撑结构，激光扩束镜结构中还可能包括其他辅助部件，如调节装置和冷却系统等。
调节装置可以用于微调球面镜面的位置和角度，以便实现更精确的光束扩束效果。
冷却系统则可以用于控制激光扩束镜的温度，以确保其稳定性和性能。
激光扩束镜结构是由球面镜面和支撑结构组成的光学元件。
通过调整球面镜面的形状、曲率和位置，激光扩束镜可以实现不同的光束扩束效果。
激光扩束镜的设计和制造对于激光器的性能和应用具有重要影响，因此在实际应用中需要根据具体需求进行选择和优化。
激光扩束镜
新加坡新特光电技术有限公司
BEST-10.6-4ZTLM
4
79.7
31
6
5.75
23
M22x0.75
BEST-10.6-5ZTL
5
95.8
31
8
4.6
23
φ33
BEST-10.6-5ZTLM
5
99.8
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6
4.6
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M22x0.75
(3) 高功率二氧化碳激光扩束镜
A: CBE 系列高功率二氧化碳扩束镜
BEST-10.6-5ZL BEST-10.6-5ZLM
5 89.8
31
34
5 89.8
31
6
新加坡新特光电技术有限公司
4.6
23
D33/d25
4.6
23
M22x0.75
（2）可调型扩束镜
可调型扩束镜专为具有较大的发散角度的激光扩束所设计。通过调整扩束镜片间距离，在一定范围内可 以消除发散角度的影响从而获得经扩束的准直性良好的激光束。当入射激光具有较大发散角时，逐渐加 大镜片之间的距离，在一定的位置即可获得准直激光束。
距离测量效果；通过扩束镜能改变光束直径以便用于不同的光学仪器设备；扩束镜配合空间滤光片使用
则可以使非对称光束分布变为对称分布，并使光能量分布更加均匀。
最通用的扩束镜起源于伽利略望远镜，通常包括一个输入负透镜和一个输出正透镜。输入镜将一个
虚焦点光束传送给输出镜，两个透镜是虚共焦结构。一般小于 20 倍的扩束镜都用该原理制造，因为它简
固定型直筒扩束镜：有圆柱连接和螺纹连接两种用的是进口硒化锌材料
型号
BEST-10.6-2Z BEST-10.6-2ZM BEST-10.6-2.5Z BEST-10.6-2.5ZM BEST-10.6-3Z BEST-10.6-3ZM BEST-10.6-4Z BEST-10.6-4ZM BEST-10.6-5Z BEST-10.6-5ZM
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一、激光扩束镜设计一、设计要求：设计一个激光扩束镜，扩束倍数为三倍，入射孔径为3mm，斜入射角1°，同时要求几何尺寸合适。
二、设计思路：１．确定第一面透镜由于激光能量较高，所以光线追迹时，尽量使光束不在镜筒中汇聚，如果采用两面透镜来完成设计，就要保证第一面透镜为凹凸镜，先将光线发散，第二面为凸透镜再将光线汇聚，平行光出射。
２.确定第二面透镜：在第一面透镜后放置凸透镜才能满足对无限远处对焦的要求。
３．几何参数的确定：由于要求几何尺寸合适，不妨将总尺寸设为160mm，由应用光学知识可以计算，则第一面透镜的焦距应该取-80mm，第二面透镜焦距取为240mm，筒长为160mm（也就是两透镜的几何距离）。
4.做到了平行光出射，并扩束三倍的要求后，下一步需要做的便是减少像差，这个里面可以调整的有透镜的材质，在几何尺寸允许的条件下还可以再对相对距离等参数做出微调，以求能调出像差较小的设计。
同时为增加可调自由度，还可以考虑再增加一面或者两面透镜，来达到消像差的目的。
三、设计过程（1）第一面透镜在设计第一面透镜时，先大致利用应用光学知识进行计算，估算透镜两个面的曲率半径，这里，大约可以取R1=-50mm，R2=200，材质使用BK7玻璃。
这时，可以先看看这一面透镜的相关参数，探究下像差与单面透镜的一些参数的关系，这里，发现，当透镜的曲率半径取得越大时，透镜显示的球差和慧差越大，所以，在实验和实际工程中，建议使用曲率合适的透镜。
同样，根据设计思路，这时需要解决的另一个问题便是确定第一面透镜的焦距，这里可以使用SYNOPSYS软件中的edit solves 功能来确定其焦距，最后，经过调试，选择的是R1=-55，R2=150，选用BK7玻璃。
（2）第二面透镜下一步便是确定第二面透镜的相关参数，根据设计思路中的计算，可以知道两面透镜之间的距离，所以需要确定的是透镜在像差比较小的情况下，能使光纤平行出射的焦距，也就是设计思路里面所确定的240mm。
这时，如何能确定出合适的参数便是需要解决的问题，这里所选用的方法还是利用SYNOPSYS软件中的edit solves 功能，这时，透镜组合应该对无穷远处聚焦，也就是这个值要尽量大。
但在实践中，手动调节这个值并不是十分容易，但是软件的自动优化功能可以帮忙完成部分任务。
这是第一组还没有进行优化的数据，下面启动优化功能。
在选择优化参量时，需要注意，这时仍要遵循设计思路里面的原则，第一面透镜的相关参数和两透镜之间的距离是不能进行修改的，这也是本设计思路的局限性所在，同时，也说明在设计第一面透镜时，需要相当的经验，去配合第二面透镜，来减小像差。
自动优化过后这时，这个焦距做的已经比较大，而且，时间证明，当焦距做得太大时，像差会与之成正相关。
以下是像差：当工程中对像差要求比对焦距要求高时，在优化的过程中，可以对不同参量选取不同的权重，这样，就可以得到相关性较好的数据。
焦距与像差的关系实验，具体的相关实验过程便不在此报告中详述，这里选取的是多次实践后得到的折中后较好的数据。
四、设计反思（1）在光学设计中，设计思路是整个设计过程中的灵魂，所以，在设计前，磨刀不误砍柴工，可以先思考出合适的设计思路，后面就会遇到更少的麻烦。
（2）在设计过程中，使用自动优化时，一定要确定好可以优化的量，而且，对于经验欠缺的初学者来说，每次优化的参量尽量少，这样，得出的结果不至于差之千里。
（3）对于此实验，最容易想到的是使用凹凸镜加凸透镜的两面透镜方法，但是也可以增加一面或者两面透镜，例如，若增加一面透镜，可以使前两面透镜组成一面凹凸镜，再调整好距离，加上另一凹凸镜，这样，在优化的时候，可以有更多选择余地，但此实验中，经实践发现这条思路，设计出的结构效果并不比两面透镜更好多少，在报告中，便不作多的描述。
优化后的系统及其各项参数如下图：系统焦距55.000mm，半孔径12.000mm，三级球差和彗差均小于E-10数量级，满足设计要求。
系统总长约为35mm，聚焦点位于系统最后镜面后28.6mm处，实际可用。
三、分析总结设计此聚焦镜主要基于第一片焦距55mm的凸透镜和软件的自动优化功能。
首先，要给出一片焦距55mm的凸透镜是容易的，利用BK7玻璃的折射率和应用光学的知识很容易估算出透镜的形状。
另外，考虑到透镜薄一些可减小像差，所以新添加透镜时均将其厚度定为6mm，同时也可以减少优化变量。
接下来，添加透镜矫正像差时，用两片透镜是因为这样比一片透镜的优化效果更好，并且可以减小整个系统的长度。
初始时用平行玻璃平板代替，因为这样对系统焦距的影响较小，在进行自动优化时，不会使系统产生很大的变化，改变系统结构。
最后，进行自动优化时，由于系统焦距已接近要求值，像差也在第一片透镜给出时，提前进行了优化，所以优化时系统不会有太大变动，可以不必限制大部分变量变化范围，只约束透镜厚度即可，而优化结果也说明这种方法可三、非序列设计实践一、设计内容将已经设计的激光聚焦镜与光纤耦合，要求传出光纤的光线均匀。
二、设计思路由于聚焦镜已经定型，主要的可调变量就是光纤的位置、角度，形状等。
三、设计过程1、微调光纤入射端面和激光焦点的轴向距离：（1）．当轴向距离0时，这时，这个光线出来并不是太均匀。
（2）.当轴向距离为0.5mm时，这时光线在光纤端面之前汇聚。
Figure1 Figure2这个光线均匀度比上一个更不理想。
（3）.当轴向距离为-0.5mm时，结论：可以发现在光纤水平，聚焦点在轴向的情况下，这个聚焦点与光纤端面的距离对于出光均匀性影响不大。
2、微调聚光线聚焦点在X轴上的位置。
（1）、当X=0时，即在光纤轴向位置，其图像几乎同上，不做多的讨论。
（2）、当X=0.25时跟Figure1比较，发现，这个变化还是非常显著的。
（3）、当X=0.5时，Figure3 Figure2 Figure5 Figure6Figure7Figure8进一步增大x值时，发现中间部分开始变平，当X=1时，光线能量又在某个区域集中。
因此较为合适的位置为X=0.75。
下步可以考虑下调节Y值。
3、调节聚焦点在y轴上的位置：（1）.y=0.5，x=0.75时；同上图比较，发现光线能量更加发散。
进一步增大y值。
（2）.y=0.75，X=0.75时，分析图形后没发现光线在两端集中，图形就不一一列举了，经过一系列改进，发现x=0.6、y=0.6时，其光强分布比较均匀。
4、调节光线入射角度（1）、当tilt about x 为30度，x=0、y=0时，这时，有可能是聚焦点位置的影响。
下一步确认这个问题。
（2）、当tilt about x 为30，x=0.6，y=0.6时，发现此时光强分布趋于均匀，所以下步应该改变tilt about x （3）、tilt about x改为15 时，x=0.6，y=0.6，其图形如下，这时发现，光线能量均匀度进一步加强。
因此可以推断，tilt about x 对光强空间分布影响还比较大的，经过多次实践，最后发现tilt about x 为14时，这个值比较合适。
4.调整波导类型常用的为圆柱体的光纤作为波导，但是在实验中，我们也可以选择截面为三角形的光纤，根据电磁波的波导理论，我们可以介质的物理性质是会影响到光线的传输的。
在此，因为没有实际的工程意义（生活中的光纤是圆的），故仅仅提供一种思路。
四、设计总结与反思（1）在这个设计实践中，需要掌握的是一种探究结果与变量之间对应关系的一种方法，本实验中，采用的是变量控制法，单一研究每个变量对于结果的影响。
（2）同时，需要指出的是，这里使用的是控制变量法，每次只改变了一个变量，所以无法考虑位置角度的公共作用效果，所以，这中方法是很有局限性的。
但是从目的性来讲，这里只粗略研究各个因素的影响结果，积累部分经验。
（3）实践中，每次改变了一个变量，多次调试后，得到此次调试的最佳结果，但这并不意味着当调试完所有的变量时，此时得到的是最好的结果，因为无法得到其综合影响。
从这个角度讲，光学设计是一个很要求经验的工作。
优化后的系统及其各项参数如下图：系统焦距55.000mm，半孔径12.000mm，三级球差和彗差均小于E-10数量级，满足设计要求。
系统总长约为35mm，聚焦点位于系统最后镜面后28.6mm处，实际可用。
三、分析总结设计此聚焦镜主要基于第一片焦距55mm的凸透镜和软件的自动优化功能。
首先，要给出一片焦距55mm的凸透镜是容易的，利用BK7玻璃的折射率和应用光学的知识很容易估算出透镜的形状。
另外，考虑到透镜薄一些可减小像差，所以新添加透镜时均将其厚度定为6mm，同时也可以减少优化变量。
接下来，添加透镜矫正像差时，用两片透镜是因为这样比一片透镜的优化效果更好，并且可以减小整个系统的长度。
初始时用平行玻璃平板代替，因为这样对系统焦距的影响较小，在进行自动优化时，不会使系统产生很大的变化，改变系统结构。
最后，进行自动优化时，由于系统焦距已接近要求值，像差也在第一片透镜给出时，提前进行了优化，所以优化时系统不会有太大变动，可以不必限制大部分变量变化范围，只约束透镜厚度即可，而优化结果也说明这种方法可三、非序列设计实践一、设计内容将已经设计的激光聚焦镜与光纤耦合，要求传出光纤的光线均匀。
二、设计思路由于聚焦镜已经定型，主要的可调变量就是光纤的位置、角度，形状等。
三、设计过程1、微调光纤入射端面和激光焦点的轴向距离：（1）．当轴向距离0时，这时，这个光线出来并不是太均匀。
（2）.当轴向距离为0.5mm时，这时光线在光纤端面之前汇聚。
Figure1 Figure2这个光线均匀度比上一个更不理想。
（3）.当轴向距离为-0.5mm时，结论：可以发现在光纤水平，聚焦点在轴向的情况下，这个聚焦点与光纤端面的距离对于出光均匀性影响不大。
2、微调聚光线聚焦点在X轴上的位置。
（1）、当X=0时，即在光纤轴向位置，其图像几乎同上，不做多的讨论。
（2）、当X=0.25时跟Figure1比较，发现，这个变化还是非常显著的。
（3）、当X=0.5时，Figure3 Figure2 Figure5Figure6Figure7Figure8进一步增大x值时，发现中间部分开始变平，当X=1时，光线能量又在某个区域集中。
因此较为合适的位置为X=0.75。
下步可以考虑下调节Y值。
3、调节聚焦点在y轴上的位置：（1）.y=0.5，x=0.75时；同上图比较，发现光线能量更加发散。
进一步增大y值。
（2）.y=0.75，X=0.75时，分析图形后没发现光线在两端集中，图形就不一一列举了，经过一系列改进，发现x=0.6、y=0.6时，其光强分布比较均匀。
4、调节光线入射角度（1）、当tilt about x 为30度，x=0、y=0时，这时，有可能是聚焦点位置的影响。