光学设计报告

年4月19日光学设计报告文档仅供参考，不当之处，请联系改正。光学设计课程报告班级：学号：姓名：日期：目录双胶合望远物镜的设计……02摄远物镜的设计……………12对称式目镜的设计与双胶合物镜的配合…20艾尔弗目镜的设计…………30低倍消色差物镜的设计……38无限筒长的高倍显微物镜的设计…………47双高斯照相物镜的设计……52反摄远物镜的设计…………62课程总结……70双胶合望远物镜的设计1、设计指标：设计一个周视瞄准镜的双胶合望远物镜（加棱镜），技术要求如下：视放大率：；出瞳直径：4mm；出瞳距离：大于等于20mm；全视场角：；物镜焦距：；棱镜折射率：n=1.5163(K9)；棱镜展开长：31mm；棱镜与物镜的距离40mm；孔径光阑为在物镜前35mm。2、初始结构计算(1) 求根据光学特性的要求： (2)计算平行玻璃板的像差和数平行玻璃板入射光束的有关参数为 平行玻璃板本身的参数为d=31mm；n=1.5163；带入平行玻璃板的初级像差公式可得：(3)根据整个系统的要求，求出系统的像差和数，，：为了保证补偿目镜的像差，要求物镜系统（包含双胶合物镜和棱镜）的像差为：，，SⅠSⅡSⅠ(4)列出初级像差方程式求解双胶合物镜的由于 因此双胶合物镜的像差和数为 (5)列出初级像差方程求P，W，CP=-0.000115W=-0.00303C=-0.(6)由P，W，C求由于h=7.4，f’=85，因此有 h进而可得： C=-0.0007由于望远镜本身对无限远物平面成像，因此无需再对物平面位置进行归化： C=-0.0007将带入公式求P0C=-0.0007根据C=-0.0007，P最后选择K10-ZF3。其参数为：K10： nD=1.5181ZF3： nD=1.7172(7)求透镜组半径φ1φ2Q=-4.11111rr2r3以上半径对应焦距等于1，将它们乘以焦距f'r1r2r3(8).确定透镜厚度透镜厚度除了和球面半径和透镜直径有关外，同是要考虑到透镜的固定方法，质量要求，加工难易等因素，参考光学设计手册中的规定，我们取d1=4rdGlassr1=45.05r2=-40.8r3至此，双胶合望远物镜的初级像差求解全部完成了，物镜系统的全部结构参数如下：rdn0(光阑)35145.0541.5181(K10)-40.821.7172(ZF3)-139.824010311.5163(K9)3、zmax初始结构输入将数据输入zmax后，输入结果如图系统二维结构图系统二维点列图初始光线扇形图初始结构的光学特性参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\周视1.ZMXTitle:Date:WEDJAN14GENERALLENSDATA:Surfaces:7Stop:1系统光圈:入瞳直径=14.8GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:91.45704(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:91.45704(在像空间)BackFocalLength:27.66368统计轨迹:139.6637图像空间F/#:6.17953离轴工作面F/#:6.17953工作面F/#:6.184464ImageSpaceNA:0.08064874物空间NA:7.4e-010光阑半径:7.4离轴像高:8.001454近轴放大率:0入瞳直径:14.8入瞳区域:0入瞳直径:24.19548入瞳直径区域:-149.5167FieldType:Angleindegrees最大视场:5主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:0.6116845Fields:6FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000001.0000001.00000030.0000002.0000001.00000040.0000003.0000001.00000050.0000004.0000001.00000060.0000005.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.00000060.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.0000004、zmax优化优化过程中采用EFFL评价函数来控制透镜焦距，将双胶合物镜的半径作为自变量。优化后最终结果如下所示：优化后的系统参数系统二维图系统点列图系统光线扇形图优化后系统光学参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\周视1.ZMXTitle:Date:WEDJAN14GENERALLENSDATA:Surfaces:7Stop:1系统光圈:入瞳直径=14.8GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:85.05519(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:85.05519(在像空间)BackFocalLength:23.43016统计轨迹:135.4302图像空间F/#:5.746973离轴工作面F/#:5.746973工作面F/#:5.769676ImageSpaceNA:0.08667491物空间NA:7.4e-010光阑半径:7.4离轴像高:7.441365近轴放大率:0入瞳直径:14.8入瞳区域:0入瞳直径:26.58762入瞳直径区域:-152.7983FieldType:Angleindegrees最大视场:5主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:0.55665Fields:6FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000001.0000001.00000030.0000002.0000001.00000040.0000003.0000001.00000050.0000004.0000001.00000060.0000005.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.00000060.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.000000经过对于点列图等其它报告的比较，能够看出系统的像差有了极大的改进，达到了系统所要求的像差范围。二、摄远物镜设计1、设计要求焦距f'=320mm,通光口径D=60mm,视场2ωrd246.55131.54671.552821.54411(BAK3)-92.6551.7551.774751.74732(ZF6)-374.290.511189.0381.6131.61.6100(ZK7)601.693.5311152.441.62591.637331.62132(BAF8)-15.31.51.6141.621871.61073(ZK8)14.46111(1)输入摄远物镜的半径、厚度和玻璃材料；(2)输入光学特性参数：入瞳口径、视场角和三种波长；(3)确定孔径光阑位置，光阑与第一面重合；(4)将像距设定为理想像距；(5)画二维或三维图，观察是否正确；(6)对像质进行评价，计算扇形像差、点列图、波像差和MTF;(7)将所有半径（光阑面除外）和厚度间隔设为变量；(8)建立评价函数，重复进行优化；(9)评价成像质量2、zmax初始结构系统参数系统二维图点列图扇形像差系统的MTF系统的结构参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\桌面\zmax光学\LEN1.ZMXTitle:Date:WEDJAN14GENERALLENSDATA:Surfaces:9Stop:1系统光圈:入瞳直径=60GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:332.8009(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:332.8009(在像空间)BackFocalLength:57.84713统计轨迹:183.3771图像空间F/#:5.546682离轴工作面F/#:5.546682工作面F/#:5.567151ImageSpaceNA:0.08977994物空间NA:3e-009光阑半径:30离轴像高:2.90431近轴放大率:0入瞳直径:60入瞳区域:0入瞳直径:15.06316入瞳直径区域:-83.55057FieldType:Angleindegrees最大视场:0.5主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:3.983228Fields:4FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000000.1000001.00000030.0000000.3000001.00000040.0000000.5000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.0000003、zmax系统优化优化后的系统结构参数优化后的二维结构图优化后的点列图优化后的扇形像差优化后的MTF系统的结构参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\22.ZMXTitle:Date:WEDJAN14GENERALLENSDATA:Surfaces:9Stop:1系统光圈:入瞳直径=60GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:320.0284(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:320.0284(在像空间)BackFocalLength:162.9745统计轨迹:290.6838图像空间F/#:5.333807离轴工作面F/#:5.333807工作面F/#:5.337905ImageSpaceNA:0.09333249物空间NA:3e-009光阑半径:30离轴像高:2.792846近轴放大率:0入瞳直径:60入瞳区域:0入瞳直径:46.87756入瞳直径区域:-250.0358FieldType:Angleindegrees最大视场:0.5主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:1.27993Fields:4FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000000.1000001.00000030.0000000.3000001.00000040.0000000.5000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.000000由上面能够看出，经过对系统的结构进行优化，系统的焦距达到了预期，而且成像质量也得到了很大的改进，系统的像差得到了极大的优化，经过观察点列图和MTF函数能够看出成像质量达到了预期。对称式目镜的设计与双胶合物镜的配合1、设计要求设计并优化对称式目镜；将反向设计的对称式目镜反转而且与物镜配合，组成望远系统；RDGLASS76.641.5AIR24.67.5F3-30.620.1K930.627.5AIR-24.61.5K9-76.64166.7713F30-166.7713AIR由于要与之前设计的双胶合物镜配合，可知目镜有如下系统要求：焦距 出瞳 大于等于20mm像方视场角 确定反向光路里面光阑的位置经过读取双胶合物镜的系统参数，能够知道物镜的出瞳距离（物镜成像面到出瞳面的距离）为-152.7983，因此反向光路里面的光阑的位置=152.7983+22.973-9=166.77132、zmax初始结构系统初始结构数据系统二维结构图扇形像差点列图系统特性参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\对称式目镜.ZMXTitle:Date:WEDJAN14GENERALLENSDATA:Surfaces:9Stop:7系统光圈:入瞳直径=4GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:25.11461(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:25.11461(在像空间)BackFocalLength:18.99954统计轨迹:184.8713图像空间F/#:6.278652离轴工作面F/#:6.278652工作面F/#:6.276984ImageSpaceNA:0.07938361物空间NA:2e-010光阑半径:-11.76779离轴像高:8.160231近轴放大率:0入瞳直径:4入瞳区域:-23.26791入瞳直径:23.53559入瞳直径区域:147.7718FieldType:Angleindegrees最大视场:18主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:-0.1699554Fields:6FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000003.0000001.00000030.0000006.0000001.00000040.0000009.0000001.00000050.00000014.0000001.00000060.00000018.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.00000060.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:祄#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.0000003、zmax系统优化由系统参数看出系统的焦距不满足条件，需要优化。采用EFFL，所有半径均为自变量。对称的半径用P标记跟随。评价函数如下：优化后的系统的二维结构图优化后的扇形像差优化后的点列图经过点列图和扇形像差图能够看出，系统的像差已经满足系统的设计要求。3、目镜与物镜的配合组合后的系统参数组合后的系统的二维结构图组合后的点列图组合后的系统的扇形像差组合系统的MTF组合系统的系统参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\组合后.ZMXTitle:Date:THUJAN15GENERALLENSDATA:Surfaces:15Stop:1系统光圈:入瞳直径=14.8GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:-85.03861(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:-85.03861(在像空间)BackFocalLength:42.0431统计轨迹:212.1278图像空间F/#:5.745852离轴工作面F/#:5.745852工作面F/#:5.787065ImageSpaceNA:0.08669168物空间NA:7.4e-010光阑半径:7.4离轴像高:7.439914近轴放大率:0入瞳直径:14.8入瞳区域:0入瞳直径:3.831852入瞳直径区域:-22.01725FieldType:Angleindegrees最大视场:5主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:-3.862362Fields:6FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000001.0000001.00000030.0000002.0000001.00000040.0000003.0000001.00000050.0000004.0000001.00000060.0000005.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.00000060.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.000000从点列图和扇形图能够看出，组合系统的成像质量还是很好的，符合系统的设计要求。从特性参数能够看出，出瞳直径为:-22.01725，满足系统的出瞳大于20的要求，满足设计要求艾尔弗目镜的设计1.设计要求：设计一个艾尔弗目镜，焦距25mm，半视场25°，出瞳直径3.8mm，出瞳距离18mm，初始结构如下：rd玻璃材料174.91AIR34.793F4-29.6714K972.030.25AIR-72.037.8K932.270.25AIR-32.2715.3K956.771.7F40AIR2.zmax初始结构初始结构输入初始结构的二维图形输出初始结构的点列图初始结构的扇形像差初始结构的系统参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\艾尔弗.ZMXTitle:Date:THUJAN15GENERALLENSDATA:Surfaces:10Stop:1系统光圈:入瞳直径=3.8GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:25.30269(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:25.30269(在像空间)BackFocalLength:16.42645统计轨迹:76.72645图像空间F/#:6.658604离轴工作面F/#:6.658604工作面F/#:6.663005ImageSpaceNA:0.07488物空间NA:1.9e-010光阑半径:1.9离轴像高:11.79884近轴放大率:0入瞳直径:3.8入瞳区域:0入瞳直径:10.56567入瞳直径区域:70.35262FieldType:Angleindegrees最大视场:25主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:-0.3596553Fields:6FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000005.0000001.00000030.00000010.0000001.00000040.00000015.0000001.00000050.00000020.0000001.00000060.00000025.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.00000060.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.0000003、zmax系统优化我们把系统的8个球面曲率c1，c2，c3，c4，c5，c同时将优化函数的相关参数设置如下图所示即将MNCGMNEG两个函数设置为0在进行优化优化后的系统结构参数为优化后的系统的二维图形优化后的系统的点列图优化后的系统的扇形像差优化后的系统的结构参数System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\艾尔弗.ZMXTitle:Date:THUJAN15GENERALLENSDATA:Surfaces:10Stop:1系统光圈:入瞳直径=3.8GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:25.31913(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:25.31913(在像空间)BackFocalLength:11.27204统计轨迹:71.57204图像空间F/#:6.662929离轴工作面F/#:6.662929工作面F/#:6.65116ImageSpaceNA:0.07483167物空间NA:1.9e-010光阑半径:1.9离轴像高:11.8065近轴放大率:0入瞳直径:3.8入瞳区域:0入瞳直径:79.23067入瞳直径区域:-527.9083FieldType:Angleindegrees最大视场:25主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:0.04796122Fields:6FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000005.0000001.00000030.00000010.0000001.00000040.00000015.0000001.00000050.00000020.0000001.00000060.00000025.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.00000060.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.000000低倍消色差显微物镜的设计设计要求设计一个消色差显微物镜，光学特性要求如下：β=-2、系统参数计算(1).求物镜的焦距，物距和像距设计要求共轭距为190mm，考虑到实际透镜组有一定主面间隔，我们取L=185mm，。焦距 物距 像距 显微镜物镜应按反向光路设计。反向光路对系统参数为： (2).原始系统结构参数的初级像差求解(2-1).根据像差要求，求出P，W，C由于显微镜物镜和目镜都要互换使用，因此设计物镜与目镜时，一般都不考虑它们之间的像差补偿，而采取分别独立校正，因此要求物镜的球差，正弦差和轴向色差都等于0。即要求根据薄透镜的初级像差公式可知：由上述方程可解得：P=W=C=0(2-2).将P，W，C归化为。首先对进行归化：，，由于P=W=C=0，因此由于物平面位于有限距离，还要将对物面位置进行归化：其中为： 将，，带入的公式得： (2-3).求，根据，查表选玻璃根据，查找玻璃，对显微物镜，在反向光路的情形，一般取冕玻璃在前。查得一对较合适的玻璃为BAK7-ZF3，它们的有关参数如下：BAK7： ZF3: (2-4).求半径=2.113 根据求得的半径和通光口径要求，确定两透镜的厚度分别为。得到整个物镜的参数为 4 BAK7 1.5 ZF33.zmax初始结构将上述结构参数输入zmax，同时因为是反向光路设计，NA=0.12/4=0.03,视场角按照物高进行设置。初始结构参数输入如下初始结构的二维图初始结构的点列图初始结构的扇形像差初始结构的系统参数报告System/PrescriptionDataFile:D:\anzhuang\SAMPLES\LENS.ZMXTitle:Date:THUJAN15GENERALLENSDATA:Surfaces:4Stop:1系统光圈:物面空间NA=0.03GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:30.32956(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:30.32956(在像空间)BackFocalLength:28.04907统计轨迹:41.28339图像空间F/#:3.413953离轴工作面F/#:4.248243工作面F/#:4.250687ImageSpaceNA:0.1168889物空间NA:0.03光阑半径:4.441999离轴像高:2.550094近轴放大率:-0.2550094入瞳直径:8.883999入瞳区域:0入瞳直径:9.270545入瞳直径区域:-39.38353FieldType:Objectheightin毫米最大视场:10主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:0.9583038Fields:5FieldType:Objectheightin毫米#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000002.0000001.00000030.0000005.0000001.00000040.0000007.0000001.00000050.00000010.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.000000zmax系统参数优化评价函数采用defaultmeritfunction中默认的操作数，加入的操作数有焦距EFFL，轴向放大率PMAG，系统长度TOTR，控制色差AXCL。将EFFL的目标值设为29.6将PMAG的目标值设为-0.25将TOTR的目标值设为42将AXCL的目标值设为0优化后的系统参数优化后的系统的二维结构优化后的点列图优化后的扇形像差优化后的系统的参数报告System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\低倍消色差.ZMXTitle:Date:THUJAN15GENERALLENSDATA:Surfaces:4Stop:1系统光圈:物面空间NA=0.03GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:30.02907(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:30.02907(在像空间)BackFocalLength:28.7487统计轨迹:41.74798图像空间F/#:3.38013离轴工作面F/#:4.160361工作面F/#:4.208096ImageSpaceNA:0.1193232物空间NA:0.03光阑半径:4.441999离轴像高:2.49734近轴放大率:-0.249734入瞳直径:8.883999入瞳区域:0入瞳直径:9.611628入瞳直径区域:-39.98784FieldType:Objectheightin毫米最大视场:10主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:0.924297Fields:5FieldType:Objectheightin毫米#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000002.0000001.00000030.0000005.0000001.00000040.0000007.0000001.00000050.00000010.0000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.000000系统共轭距为189.75，不大于190且接近190，优化后满足要求。其它各项基本合格，结构参数满足系统的各项指标。六、无限筒长的高倍显微物镜的设计1、设计要求设计一个无限筒长的高倍显微物镜，光学特性满足：β=-设计过程从β值和NA我们能够看出，这个要设计的显微物镜的设计难度是非常大的，因为它要求比较的放大倍数和数值孔径。因此经过查找光学设计手册，找到一个系统，进行相关的修改。其初始结构如下：rd玻璃材料--185.37AIR19.584.14K10-8.7051.17ZF3-41.311.2AIR--1.41F2-9.46 1.41 TF4--0.028 AIR5.129 3.71 K9-5.702 0.94 ZF6-13.54 0.047 AIR2.24 2.42 ZK61.64 AIR3、zmax结构参数输入系统二维结构图镜头部分放大图系统的点列图系统的MTF图像系统的结构参数报告System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\无限筒长.ZMXTitle:Date:THUJAN15GENERALLENSDATA:Surfaces:12Stop:1系统光圈:物面空间NA=0.01625GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.00000E+000有效的焦点长度:5.97407(系统温度和压力在空气中)有效的焦点长度:5.97407(在像空间)BackFocalLength:0.6812867统计轨迹:27.32774图像空间F/#:0.978144离轴工作面F/#:0.9153719工作面F/#:0.9022848ImageSpaceNA:0.4793739物空间NA:0.01625光阑半径:3.053778离轴像高:0.04878917近轴放大率:-0.02975351入瞳直径:6.107556入瞳区域:0入瞳直径:2.831664入瞳直径区域:2.592026FieldType:Angleindegrees最大视场:0.5主光波长:0.5875618镜头单位:毫米角度放大率:-2.156879Fields:6FieldType:Angleindegrees#X-ValueY-ValueWeight10.0000000.0000001.00000020.0000000.1000001.00000030.0000000.001.00000040.0000000.3000001.00000050.0000000.4000001.00000060.0000000.5000001.000000VignettingFactors#VDXVDYVCXVCYVAN10.0000000.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000000.0000000.0000000.00000060.0000000.0000000.0000000.0000000.000000Wavelengths:3Units:#ValueWeight10.4861331.00000020.5875621.00000030.6562731.000000经过对上面的点列图和MTF的分析能够看出，系统的参数是满足我们之前的设计要求的，并不需要额外进行优化。七、双高斯照相物镜的设计1、设计要求焦距为55mm入瞳直径26半视场角20初始结构如下rd玻璃材料305ZK1184 0.1 AIR17.5 6 ZK757 3 F512 9 AIR0(光阑) 9 AIR-14 3 F50 7 ZK7-19 0.1 AIR70.3 5 ZK11-52 AIR2、zmax初始结构初始结构输入zmax中初始结构的二维图初始结构的点列图初始结构的光学传递函数3、zmax系统优化由于双高斯物镜的大视场角难以一次性进行优化，现在对此系统进行两次优化，先是将视场角设为0,10,15对应的渐晕分别为0,0.2,0.35同时将优化函数的相关值设置为下图所示优化后的系统的参数如图所示第一次优化后的系统二维结构第一次优化后的点列图第一次优化后的传递函数然后进行第二次优化将视场角设为0,14,20，三个的渐晕值不变，优化函数不变，进行优化优化后的系统结构参数优化后的二维结构输出优化后的点列图优化后的传递函数从传递函数来看，系统仍需进行一些优化，此时将ZK11更改为LAK3,再进行优化优化后的传递函数为点列图为系统的二维结构图系统的参数报告System/PrescriptionDataFile:C:\Users\weihua\Desktop\双高斯第一次优化.ZMXTitle:Date:THUJAN15GENERALLENSDATA:Surfaces:12Stop:6系统光圈:入瞳直径=26GlassCatalogs:SCHOTTCHINARayAiming:Off变迹:均衡,统一的,因子=0.0000