HeNe激光光束聚焦物镜优化设计实例

1、He-Ne激光光束聚焦物镜优化设计实例一、设计任务1）焦距f=60mm；相对孔径D/f=1/2；工作波长九=0.6328um。2）此镜头只需校正轴上物点球差。3）几何弥散圆直径小于0.02mm。4）镜头结构尽量简单，争取两片达到要求。二、镜头片数及玻璃选择的考虑和初步分析一）单片低折射率的情况优化后，它的结构参数、点列图和像差曲线分别如下所示。图1低折射率单片透镜的结构参数SPOTDIAGRAMLEME：HIE：HDTITLE.TTiUDEC益ZD11LHITSffiEHECFiJtt:；.FIB_0JLFHE：RFCRG:6?3.t2LEEDRFOD.e:1L16.6HECFLEBFE：；H

2、MDFEFEFHJLE；CHIEFFflTCi-.ffiEffJWFUST辽EKW側吐即EHEI.SM:CONFTCLIRATinN1DF1图2低折射率单片透镜的点列图图3低折射率单片透镜的像差曲线二）单片高折射率的情况更换高折射率的玻璃后，其结构参数、点列图和像差曲线如下图所示。图4高折射率单片透镜的结构参数高折射率双片透镜（一）初始结构初始结构的参数、像差曲线和点列图如下图所示。IJBT：0.0000QEUEdit:SolvesOptionsHelpSurf:TypeCcirjr.entRadiusThicknessGlassOBJStandardInfinityInfinitySTOSt

3、andard47.221000S.0000001.91F0.0Standard-SO.0000000.0000003Standard-SO.0000005.0000001.91r0.04Standard312.5=5100053.343573IMAStandardInfinity图7高折射率双片初始结构EY_11111PYTRANSFERSERRYFANPLOTLENSHASNOTITLE.THUDEC2Z2D1LMl=lXIMLIM名匸：口LE：10000Eii3MICRONS.0.633CuNFTCURATIijN1DF1891V41.91EditSolvesOptionsHelpLens

4、DataEditor13459S19UpdateSettingsEi仃tWindowTextZoomBWS:SpotDiagramSPOTDIAGRRM图躺N初始高折射率双片透镜的点列图LHK：74LCiffiSJMFIlSF.jEBIC-.SfflRSF.JE-HS.MCUNPTCURATZEUN1DF1LEWSFtiSNDTITLEThUDEC益2D11LtnTSl=RII第一步优化经优化出的结构、像差曲线和点列图分别别如下图所示!Suez:TypeCcirir.entRadiusIhickneaaGlassInfinity图10第一步优化出的高折射率双片透镜结构参数StandardInf

5、inityInfinityStandard32.517S13MIMAStandardStandardStandardStandard-97.75172339.130S09V.000000-271.014S71V-35.360590V5.000000IET：EliKIKl且m：日，memnsErPYUpdateSettingsPrintWindowTextZoomOBT!0.0000DEGTRFlNEWEFEE启RYFRNFLCITLENSHhSNOTITLE.THLIDECZZZ01LMAXIMUM名匚：口1-匚：=tG.BOOMICRONS0.633g呼圧侧FHHT.zEBIC-SfflRH

6、r.JC-HSSH：图11第一步优化出的高折射率双片透镜的像差曲线1（三）第优化出的结构、像差曲线和点列图分别如下图所示。经第一步优化后的调制传递函数MTF如图16所示。BlLensDataEditor二EditSolvesOptio仃sHelpSurf:TypeCcirjr.entRadiusIh-icknessA.OBJStandardInfinityInfinitySTOStandard39.315130VS.0000001.91f0.0Standard-2S1.41G741V13.502400V3Standard-3V5.0000001.91F0.04Standard-9S.070298F32.637404VIMAStandardInfinity图13第二步优化出的结构参数图15第二步优化后的点列图UpdateSettingsPrint曹MowTextZoomIED.IZIZI3I3DEC1.0IFDLIZIED.IZIZI3I3DEC1.0IFDLIZ：HFO4FlTT匸：口歼旧门询HTFLENSTHUT