鲍威尔棱镜Zemax建模方法与激光光束整形的应用
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】2-上
第十三章表面类型§1 简介ZEMAX 模拟了许多种类型的光学元件。
包括常规的球面玻璃表面，正非球面，环带，柱面等。
ZEMAX 还可以模拟诸如衍射光栅、“薄”透镜、二元光学、菲涅耳透镜、全息元件之类的元件。
因为ZEMAX 支持大量的表面类型，用常用的电子表格形式安排用户界面就比较困难。
例如，对于一个没有发生衍射的表面，开辟“衍射阶数”一列就没什么必要。
为了使用户界面尽可能不显得乱，ZEMAX 使用了不同的类型界面以便指出定义某一种类型的表面时，需要哪一些数据。
§2 参数数据一个标准的表面可以是一个紧随着一均匀介质（如空气，反射镜或玻璃）的平面、球面或圆锥非球面。
所要求的参数仅仅是半径（半径也可以是无穷大，使之成为一个平面），厚度，圆锥系数（缺省值为0，表示是球面），和玻璃类型的名字。
其他的表面类型除使用一些其他值外，同样使用这些基本数据。
例如，“偶次非球面”表面就是使用所有的“标准”列数据再加上八个附加值，这些附加值是用来描述多项式的系数的。
这八个附加值被称为参数，且被称为参数1，参数2，等等。
要理解的参数值的最重要特性是它们的意思会随着所选择的表面类型的不同而改变意思。
例如，“偶次非球面”表面类型用参数1 来指定非球面近轴抛物线项的系数，而“近轴”面则用参数1 来指定表面焦距。
两个表面同样使用参数1，但用途却不同，因为这两个表面类型永远不会同时在同一个面上使用。
数据存储的共享性简化了ZEMAX 界面，也减少了运行程序时所要求的总内存。
但由于你必须去记每一个参数的作用，是否这样的共享反而会使ZEMAX 用起来变得麻烦呢？回答是否定的，因为ZEMAX始终掌握着你所定义的每一面上的每一个参数代表什么的记录。
当你将一个表面从“标准的”改成其他的表面类型后，ZEMAX 会自动改变参数列的列头以使你知道你对表面上的每一个参数作了什么改动。
所有需要你做的只是在正确的格子中键入适当的数据。
当你将光标从一个格子移动到另一个时，列头会一直显示该格是用来作什么的。
Zmax关于激光高斯光束波形仿真
目录绪论 (2)第一章激光原理 (4)1.1激光的产生 (4)1.2激光的特点： (4)1.3激光的应用 (6)第二章高斯光束 (6)2.1、高斯光束的特性 (6)2.2、高斯光束的传播 (7)2.3、高斯光束的透镜变换 (9)2.4、高斯光束的聚焦和准直 (12)第三章ZEMAX软件介绍 (13)3.1ZEMAX简介： (13)3.2传统的镜头设计，和大多数成像系统; (14)3.3R AY T RACING的3种方式 (14)3.4软件界面介绍 (16)第五章结论 (23)Zmax关于激光高斯光束波形仿真绪论在时代发展的今天；激光作为目前应用领域不论是在工业切割还是在医学光子领域各种各样的场合越来越需要引进这种光源。
但由于激光具有单位面积能量高不易进行实物实验；还有就是各种光学元器件价格昂贵为了减少损失各种光学模拟软件应运而生。
光学模拟软件可以极大程度的还原真实的实验过程可以做各种各样的光路模拟波形仿真。
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、公差以及报表集成在一起。
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，与其他软件不同的是ZEMAX 的CAD 转档程序都是双向的，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 当前有：SE 及EE 两种版本。
Zmax作为一款光学模拟软件其具有上手容易功能强大基本可以满足光学设计的要求，目前市面上主要的光学辅助设计软件有■Zemax （光学设计软件）■TracePro（光学仿真软件）■ASAP（光学仿真软件）■LightTools（光学仿真软件）■CODEV (Optical Research Associates )■OSLO （Lambda光学设计软件）•ZEMAX 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。
zemax实验学习教程
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第三章 ZEMAX设计实例
例9 扫面镜（Scanning Mirror） 再看其3D Layout图，如图所示，此时扫描镜关于后表面倾斜。
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第三章 ZEMAX设计实例
例10 离轴抛物镜（Off-Axis Parabolas）
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第三章 ZEMAX设计实例
例9 扫面镜（Scanning Mirror）
扫描镜分为两类：
Galvanometer反射镜和Polygon反射镜。 Galvanometer反射镜：镜面在顶点的倾斜； Polygon反射镜：在镜面顶点后面的一个偏置点处扫描。
现在移到第2面，在“tilt about x”列里输入45。 从主菜单选System，Update All，你将看到如图 所示的图形。
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第三章 ZEMAX设计实例
例8 折叠反射镜面和坐标断点
注意近轴镜片的厚度为30，位于第一个坐标断点的旋转顶点。 坐标断点的厚度是0，表示反射镜面是在同一点上。但是， 坐标断点已将坐标系统旋转了45度。镜面本身是不旋转 的，只有它所在的坐标系统，才被旋转。镜面的厚度为0， 因为我们在移到下一个面前，要旋转另一个45度。第二 个坐标断点先旋转另一个45度，然后向焦点移动-70个单位。 注意所有的倾斜和偏心处理应在厚度改变之前。
第三章 ZEMAX设计实例
例10 离轴抛物镜（Off-Axis Parabolas）
在反射镜面2的前面增加一个CB面，并设置该CB在Y方向有+80mm的平移量。
光学设计软件ZEMAX实验讲义
光学设计软件ZEMAX实验讲义光学设计软件ZEMAX是一款广泛应用于光学设计和仿真的工具。
它通过建立光学系统模型、进行光学分析和优化，来实现光学元件的设计和性能评估。
本实验讲义将介绍使用ZEMAX进行光学系统设计的基本流程和方法，以帮助读者快速上手使用该软件进行实验。
实验目的：1.掌握ZEMAX软件的基本操作方法；2.学习使用ZEMAX进行光学系统的建模和分析；3.能够使用ZEMAX进行光学系统的优化和性能评估。
实验仪器和材料：1.计算机（安装有ZEMAX软件）；2.光学元件（例如透镜、棱镜等）；3.光源（例如激光器、光纤等）；4.探测器（例如光电二极管、CCD等）。
实验步骤：1.启动ZEMAX软件，并加载需要的光学元件模型。
可以通过导入现有的元件文件，也可以自己创建新的模型。
2.在光学系统中定义光源和探测器。
选择合适的光源类型，并设置光源的参数，例如波长、光强等。
同样，选择合适的探测器类型，并设置其参数。
3.在光学系统中添加光学元件。
选择需要的元件类型，例如透镜、棱镜等，并设置其参数，例如焦距、角度等。
4.运行光学分析。
可以选择进行光线追迹分析，用于确定光线在系统中的传播路径和光学性能。
还可以进行波前分析，用于评估系统的像差情况。
5.进行光学系统优化。
根据实际需求，调整光学系统中的参数，例如透镜的位置、曲率等，以优化系统的性能。
可以使用自动优化功能，也可以手动调整参数进行优化。
6.进行光学系统性能评估。
通过分析光线传播路径、像差情况等，评估光学系统的性能。
可以使用图像质量指标，例如MTF（传递函数）和PSF（点扩散函数），来评估系统的成像能力。
7.导出结果。
根据需要，将优化后的光学系统结果导出为文件。
可以导出光学系统的参数、光线路径图、波前图等。
实验注意事项：1.在进行光学系统设计前，需要确保熟悉光学基础知识，并了解所使用的光学元件的特性和性能。
2.在使用ZEMAX软件时，需要注意模型的准确性和合理性。
激光光束整形技术
有一组满足上式的解，形式为： 其中d是两镜之间的距离， n是镜子的折射率， 是光迹函数。 正号代表伽利略式，负 号代表开普勒式。
上面的光束整形，主要是光强分布的变化，对于光斑形 状的变换相对简单。 对于我们扫描所需要的线状光束，可以通过使用两个柱 面镜实现：
如果要得到光强均匀分布的线状光束，需要使用非球面柱 面镜来实现，这需要将前面光强分布变换和光斑形状变换 两部分结合起来，具体解法需要时间看懂光束整形里的数 学。 光束整形器目前市场上已经有产品出售，是进口的，在 中国有代理，价格大约是3000欧元。
激光光束整形技术
南开大学
对于光纤、YAG、CO2激光器等，出射的（单模）激光截 面为圆形，光强分布为：
其中阴影部分的能量最多只能达到总能量的0.37。 对于半导体、准分子激光器，出射的激光为方形，多模 的方向认为光强分布均匀，垂直的单模方向的光强分布 为：
其中阴影部分的能量最多只能达到总能量的0.48。
这种方式可以做到没有能量的 损失。
第三种multi-aperture beam integrator， 整形装置由微透镜阵列和一个普通透镜 组成，微透镜阵列将入射光场分割为若 干子束，这些子束在经过普通透镜汇聚 后，在所需位置处再叠加起来，从而得 到均匀光束。
这种整形方式比较适用于空间相干性比较差 的多模激光，同样可以做到能量没有损失。
还有其它的一些方式可以做到 均匀出射，比如双折射透镜组， 双透镜+柱镜等。
Field mappers
考虑入射高斯光束为TEM00模，光强空间分布为
出射光束为平定光，有三种选择方式： 费米狄拉克函数： 超高斯函数： 平坦高斯函数：
上面三个函数取合适的 参数时都是阶跃函数的 很好的近似。
光束整形算法
光束整形算法
光束整形算法是一种用于优化3D模型表面拓扑的算法。
它采用了光束追踪技术，将光束作为一个逐点的扫描器，利用扫描器与表面相交的点来重构表面拓扑。
该算法的主要思想是，通过在表面上扫描光束来检测表面的曲率和变化。
当光束与表面相交时，可以通过计算交点周围的点和法向量来获得表面的一些信息。
然后，根据这些信息，可以选择重建或精化当前点的邻域，以优化表面拓扑。
在整个算法中，光束的形状和方向是非常关键的。
光束的形状可以根据表面的曲率和变化来调整，以保证能够准确地检测到表面的细节。
而光束的方向则可以根据需要进行调整，以便在不同的区域内进行不同的操作。
光束整形算法具有许多优点。
首先，它可以自动地检测表面的曲率和变化，从而使拓扑重建更加准确。
其次，它可以自适应地调整光束的形状和方向，从而适应不同的表面形状。
最后，它可以对模型的拓扑进行优化，从而提高模型的质量和效率。
总之，光束整形算法是一种非常有用的算法，可以用于优化3D 模型的表面拓扑。
它可以自动地检测表面的曲率和变化，自适应地调整光束的形状和方向，并对模型的拓扑进行优化，从而提高模型的质量和效率。
- 1 -。
ZEMAX实验报告
ZEMAX实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用ZEMAX光学设计软件，了解和掌握光学系统的设计与分析方法，并通过实际操作掌握ZEMAX软件的使用技巧。
二、实验原理三、实验内容1.安装和熟悉ZEMAX软件。
首先进行软件的安装和启动，并浏览和熟悉软件的界面和功能按钮。
2.构建简单光学系统。
根据实验要求，通过添加光学元件和定义其参数，构建一个简单的光学系统。
3.分析光学系统的性能。
使用ZEMAX软件对光学系统的像差、光斑大小等性能进行分析。
4.优化光学系统的设计。
根据分析结果，对光学系统进行调整和优化，以使其性能达到要求。
四、实验步骤1.打开ZEMAX软件，并新建一个光学系统文件。
2. 添加光学元件。
点击“Add Surface”按钮，在光学系统中添加透镜、曲面、衍射光栅等光学元件。
3.定义光学元件的参数。
根据实际需求，输入光学元件的曲率、厚度、折射率等参数。
4. 设置光学系统的光源。
点击“Source”按钮，并设置光源位置和光束发散角度等参数。
5. 进行光线追迹。
点击“Ray Trace”按钮，在光学系统中发射光线并追踪光线的传播路径。
6.分析光学系统性能。
根据光线追踪结果，使用ZEMAX软件对光学系统的像差、光斑大小等性能进行分析。
7.优化光学系统设计。
根据分析结果，适当调整光学系统中的光学元件参数，使光学系统性能达到要求。
8.导出分析结果。
最后可以将优化后的光学系统性能结果导出为报告或图表。
五、实验结果和分析通过使用ZEMAX软件进行光学系统设计和分析的实验，我们可以得到光学系统的像差、光斑大小等性能指标。
通过分析结果，可以发现光学系统的设计是否满足了要求，并根据需求对光学系统进行调整和优化。
在优化光学系统设计的过程中，我们可以通过改变曲率、厚度和折射率等参数来调整光学元件的性能。
通过不断迭代优化，可以使光学系统的准确度和性能得到改善。
六、实验总结通过本次实验，我们了解和掌握了ZEMAX光学设计软件的使用方法，并通过实际操作进行了光学系统的设计和分析。
Zemax光纤输出光斑整形光源的选择问题(非序列模式)018
018：光纤输出光斑整形光源的选择问题（非序列模式）前面，我们已经用序列模式（实际是混合模式）描述过光纤输出光斑整形的例子，为何又要在非序列模式中再次描述呢？因为笔者在应用中发现，混合模式在某些情况下仿真的效果不佳。
下面举例来说明这个问题。
随便举个例子，如图18-1所示，先将系统波长设为0.808、0.850、0.880、0.910、0.950、0.980多波长系统（多几个波长或者少几个波长都没关系），光纤作为非序列元件插入到序列模式中，光纤芯径为0.1mm；光纤输出后经消色差透镜准直，再经过一个柱面镜和一个消色差透镜聚焦成为一个椭圆形光斑。
然后打开点列图，查看光斑形状。
如图18-2和18-3所示，在光线数目设置为不同的条件下，光斑形状、几何尺寸会有较大差异。
有时候就会怀疑，光线数目到底多少是合适的，是否光线数目越多越准确呢？不过，光线数目太多的话，会影响显示效果，刷新图像时间比较长（切换一下窗口就会刷新），内存小的话就比较讨厌了。
甚至有时候光线数目差异不大（奇数或偶数差异），但也会导致显示效果差异明显。
于是，我们来看看完全在非序列模式下，仿真效果又会怎样。
图18-1 光学组件列表（参数较多分段显示）图18-2 点列图离焦列表（光线数目7）图18-3 点列图离焦列表（光线数目79）图18-4 3D光路结构图（混合序列模式）为了减少麻烦，用不着重新在非序列模式中编辑所有组件；我们可以将上述例子直接转换到非序列模式下。
步骤为，主菜单Tools→Miscellaneous→Convert to NSC Group，在弹出的对话框中，选择要转换的序列范围，比如，这里是从Surface 2到Surface 13，同时注意勾选Convert file to non-sequential mode，确定后即可转换为非序列模式，透镜元件都在。
不过，你会发现，原来已有的非序列组件不能转换过来，自动消失了。
不过没关系，重新编辑缺失的组件即可。
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第 1 页 共 14页 鲍威尔棱镜Zemax建模方法与激光光束整形的应用 在激光整型技术方面，1965年，Fridden发表了第一篇无损耗激光整型技术，其利用几何的方法将单模的高斯光束整型为均匀光束。近年來，线形激光光束整型的文献日益增多。1986年，日本人Nakamura使用复杂的旋转反射面机构使出射光束为线形分布。1989年，Powell设计了一个单透镜，藉由控制曲率半径及锥形系数(Conic constant)，可以使圆形的激光光束整形为均匀的线形光束。此后，Powell在1996年发表了可以将激光光束整形为D型光束的光学元件。1994年，Frady由Powell的概念，发觉Powell透镜难以使用在固态激光上，设计了非对称的单透镜组件，在两垂直轴的曲率半径及锥形系数不相同，此组件可用在非圆形入射的激光光源，将光源整形为均匀线形光源，但缺点为在不易对位(Alignment)且制作复杂。 鲍威尔棱镜（Powell Lenses）是一种光学划线棱镜（非球面柱面镜），它使激光束通过后可以最优化地划成光密度均匀、稳定性好、直线性好的一条直线。鲍威尔棱镜划线优于柱面透镜的划线模式，能消除高斯光束的中心热点和褪色边缘分布。当约1mm的准直激光光束打到鲍威尔棱镜的棱上时，如果将棱镜顶端部分放大可以看出，棱是圆弧状的，光线入射后发生折射，折射角主要由两个棱面所构成的角度决定，最后经过出射面时再发生一次折射，整个出射光线形成一道扇形光幕。 鲍威尔棱镜的特性之一，就是对入射光束的尺寸有严格要求，或大或小都会影响出射光线在目标位置的均匀性，而且一般要求入射光束的尺寸都比较小，正好适用于激光光束的特征；同时轴心的对准度也有影响，所以用起来会很不方便。厚度H虽然不会影响出射光线的角度，但也会影响目标位置的均匀性。因此，鲍威尔棱镜的产品指标都会指明入射光束尺寸的要求，标注直径和厚度等参数，如图 25-1所示。 对于一般的曲面面型，可以由式（25.1）描述，其中c 为曲率（半径所对应的），r是以透镜长度单位为单位的径向坐标，k为圆锥系数。圆锥系数对于双曲线小于–1，对于抛物线为–1，对于椭圆为–1到0之间，对于球面为0。如图25-2所示，当曲面的曲率半径和圆锥系数不同时，顶端局部面型曲线形状不同。
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（25.1） 第 2 页 共 14页
图25-1 鲍威尔棱镜参数指标示意 c*X^2/(1+sqrt(1-(1+k)*c^2*X^c*X^2/(1+sqrt(1-(1+k)*c^2*X^c*X^2/(1+sqrt(1-(1+k)*c^2*X^c*X^2/(1+sqrt(1-(1+k)*c^2*X^c*X^2/(1+sqrt(1-(1+k)*c^2*X^
9876543210-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10
11.51110.5109.598.587.576.565.554.543.532.521.510.50
图25-2 鲍威尔棱镜顶端局部曲面形状
图25-3 鲍威尔棱镜与球面柱面镜的比较 第 3 页 共 14页
图25-4 鲍威尔棱镜光线整形原理示意图
图25-5 鲍威尔棱镜组合光束整形示意图 第 4 页 共 14页 图25-6 鲍威尔棱镜与普通球面镜的光束整形比较 普通的球面柱面镜，用于激光光束整形时，光斑仍然近似为高斯分布，而用鲍威尔棱镜整形则可以使光束的分布更加均匀。 当入射光接触到鲍威尔棱镜的第一面后会在透镜内快速的聚焦，造成光束发散的发散角非常大，造成在像平面会有线形的效果；而由于第一面只有在一个方向具有非球面曲率，而在此方向上的出射光束直径，就会等于在像平面的有效宽度。此外，鲍威尔亦提出其它形状的鲍威尔透镜，见表25-1，表中的发散角表示入射光经过不同曲率半径及锥形系数的鲍威尔透镜后，出射光束在线形方向上的光束发散程度，发散角越大，在越近的工作距离内可得到越长的线形有效长度。 表25-1 鲍威尔棱镜的特性参数 发散角度 第一面曲率半径 第一面圆锥系数 材料 15° 0.8 -10 BK7 30° 0.4 -3.2 BK7 60° 0.2 -1.6 BK7 90° 0.12 -1.2 BK7 除了在第一面有不同的曲率及锥形系数之外，在第二面也可作成有曲率，就功能而言，第一面的目的就在于使光束在像平面会具有好的均匀性，而第二面的作用就是在增加光束的发散角，不过通常市场上现有的成品鲍威尔棱镜第二面都是平面，比如Thorlabs在售的“线形激光发生透镜（Laser Line Generator Lenses）”。这些透镜的输出扇形角度为30°、45°、60°或75°。它们需使用633 nm波长、直径0.8 mm (1/e2)的输入光束。这些线形激光发生透镜由N-BK7或N-SF6玻璃基底制造，在网站上还可以下载棱镜 第 5 页 共 14页
的模型step等格式文件，可以作为非序列元件导入仿真，但并未列出表面曲率与圆锥系数等参数。 在Zemax软件中实现鲍威尔棱镜的仿真很简单，因为透镜表面形状参数中已经包含圆锥系数Conic这个参数，只不过在通常球面透镜中，圆锥系数Conic都默认为0。如图25-7所示，在序列模式中的，只要将Surf 2的表面类型设为柱面Toroidal，并将曲率半径设为0.4，圆锥系数Conic设为-1.6即可。3D光路结构图如图25-8所示，可以检查光线的发散角度，可以对参数进行优化。不过，在序列模式下，不方便观察目标位置的光线（线条）的均匀性。
图25-7 鲍威尔棱镜LDE透镜数据列表
图25-8 鲍威尔棱镜3D光路结构图 鲍威尔棱镜的主要应用之一，就是将基模高斯光束变换为一字线形光斑。为了观察一字线的光斑形状和均匀性，需要在非序列模式下仿真。先进行单个鲍威尔棱镜的一字线光束整形仿真，如图25-9所示在非序列模式中输入NSC组件数据编辑器。 第 6 页 共 14页
图25-9 鲍威尔棱镜NSC组件数据列表（参数较多分段显示） 图25-10 鲍威尔棱镜一字线光束整形3D光路结构图（Y-Z平面） 第 7 页 共 14页
图25-11 鲍威尔棱镜一字线光束整形3D光路结构图（X-Z平面）
图25-12 入射高斯光源强度分布 第 8 页 共 14页 图25-13 鲍威尔棱镜一字线光束整形强度分布
非序列组件包括一个半导体光源Source Diode、一个鲍威尔棱镜、两个探测器和一个半导体光源的物体模型。半导体光源Source Diode的参数设置的意义可以参考前面的章节内容，这里只是示意，其中主要参数光源的高斯宽度X-Sigma（Y-Sigma）设为0.2，发散角X-Divergence（Y-Divergence）设为0.2；探测器一个放在半导体光源与棱镜之间，显示入射光源的强度分布，另一个放在棱镜之后，显示整形后的光源强度分布；鲍威尔棱镜是用一个柱面镜组件Toroidal Lens表示，材料Material为BK7，径向高度（即Y方向半高度）Radial Height设为5，X方向的半宽度X Half-Width设为-5（负值表示外形为圆柱，正值则为方形），厚度Thickness设为8，第一面的曲率半径Radius1设为0.2，圆锥系数Conic1设为-2.6，棱镜与半导体光源的位置合适即可，其他参数默认；半导体光源的物体模型可以从网上（很多）下载一个，用step格式模型导入。 3D光路结构图如图25-10和25-11所示，光线经过鲍威尔棱镜之后只在Y方向快速发散，而X方向保持不变。入射光源的强度分布如图25-12所示，整形之后的光线强度分布如图25-13所示。入射光源为高斯分布的圆形光斑，经过一个鲍威尔棱镜整形之后，成为了一条分布较为均匀的一字线光斑。 单个鲍威尔棱镜可将高斯光源整形为一字线形状的光束，自然而然地就会想到用两个正交的鲍威尔棱镜将高斯光源整形为方形均匀光斑。于是，继续在原来的光路中增加一个鲍威尔棱镜，如图25-14所示，输入NSC组件数据编辑器。增加的一个鲍威尔棱镜，大体参数 第 9 页 共 14页
与前面一个棱镜的参数一致，只是圆锥系数略有差别，新增加的棱镜的圆锥系数为-2.0，两个棱镜紧贴放置。因为要正交放置两个棱镜，所以新增加的一个棱镜需要旋转90度。
图25-14 鲍威尔棱镜NSC组件数据列表（参数较多分段显示） 图25-15 鲍威尔棱镜方形光斑光束整形3D光路结构图（Y-Z平面） 第 10 页 共 14页 图25-16 鲍威尔棱镜方形光斑光束整形3D光路结构图（Y-Z平面）
图25-17 鲍威尔棱镜方形光斑光束整形强度分布 双鲍威尔棱镜光束整形的3D光路结构图如图25-15和25-16所示。再打开探测器查看窗口，重新追迹所有探测器分析光线，在最后一个探测器上的光斑强度分布图如图25-17所示。就结果来看，光斑的均匀性还算比较好，只不过光斑形状有些畸变，形状的畸变情况不仅与棱镜的尺寸有关，还与两个棱镜之间的距离有关。当然，棱镜的厚度决定了两个棱镜之间的最小距离，第一个棱镜的厚度越小，畸变也就相对小一些。光斑均匀性与顶端的曲率