25. 一个双高斯照相物镜的设计

导论:

双高斯照相物镜的设计思想,当β=-1时,由于其对称,彗差、畸变和倍率色差自动校正为0,利用中间两块厚透镜可以校正场曲,选取合适的光阑位置可以校正像散,在厚透镜中加胶合面使每个半部校正位置色差,并应用厚、薄透镜互相补偿球差。这样从初级像差理论来看,双高斯照相物镜可以校正所有像差。

照相物镜多对无限远物体校正像差,在结构上虽然保持对称,但具体结构参数(r,d,n)则需适当偏离于对称,以补偿β≠-1所引起的像差。

设计一个双高斯物镜,其光学特性要求为焦距55mm,视场角2ω=40度,入瞳直径26mm。

设计流程:

原始系统确定:

我们直接查找一个现有结构作为原始系统:

|--------------|-----|------|
| r | d | 玻璃 |
| 30 | 5 | ZK11 |
| 84 | 0.1 | |
| 17.5 | 6 | ZK7 |
| 57 | 3 | F5 |
| 12 | 9 | |
| infinity(光阑) | 9 | |
| -14 | 3 | F5 |
| infinity | 7 | ZK7 |
| -19 | 0.1 | |
| 70.3 | 5 | ZK11 |
| -52 | | |

ZEMAX设计与优化:
系统建模:

首先输入系统特性参数,如下:

在系统孔径中选择入瞳直径,并根据设计要求输入26。

在波长设定对话框中,选择F,d,C自动加入三个波长。

在视场设定对话框中设置3个视场(0 0.7 1视场),要选择角度,如下图:

在镜头数据编辑器中输入查找出来的初始结构,如下图。

观察系统的二维结构图,如下图:

结构图有些异常,需要优化设计。

系统优化

首先建立评价函数。

打开评价函数编辑器,选择优化设置导向。如下图:

点击应用,系统已经根据上述设置自动生成一系列控制像差的操作数。

增加EFFL操作数,控制透镜的最小中心厚度,权重为1。

增加MNET操作数,控制透镜的最小边缘厚度,权重为1。

如下图所示:

返回镜头数据编辑器,为系统设置变量。将10个球面的曲率和所有透镜厚度(除两个微小的空气间隔0.1以外)都设置为变量,如下图所示:

点击优化按钮执行优化。

优化后系统的二维结构图,如下图:

查看优化后的点列图,如下图:

查看优化后的MTF,如下图:

从MTF图中看出,经过优化后,系统点列图半径虽然有所减小,但MTF反应像质仍有点差。

相关推荐
西岸行者4 天前
学习笔记:SKILLS 能帮助更好的vibe coding
笔记·学习
悠哉悠哉愿意4 天前
【单片机学习笔记】串口、超声波、NE555的同时使用
笔记·单片机·学习
别催小唐敲代码4 天前
嵌入式学习路线
学习
毛小茛4 天前
计算机系统概论——校验码
学习
babe小鑫4 天前
大专经济信息管理专业学习数据分析的必要性
学习·数据挖掘·数据分析
winfreedoms4 天前
ROS2知识大白话
笔记·学习·ros2
在这habit之下4 天前
Linux Virtual Server(LVS)学习总结
linux·学习·lvs
我想我不够好。4 天前
2026.2.25监控学习
学习
im_AMBER4 天前
Leetcode 127 删除有序数组中的重复项 | 删除有序数组中的重复项 II
数据结构·学习·算法·leetcode
CodeJourney_J4 天前
从“Hello World“ 开始 C++
c语言·c++·学习