光学设计实例双胶合透镜非球面单透镜激光扩束镜-ppt课件

与平板距前后镜组的间隔无关。
3〕加补偿透镜：在任务波长下完成设计后，在准直〔大 口径〕镜组外侧参与一块适当构造的透镜，使其在检验波 长下的像质优于衍射极限。
缺乏：透补偿镜与准直镜组的间隔、同心度会影响
实例4 激光扩束镜的设计
设计要求 扩束倍率：60 入射口径： 0.5-1mm 出射口径： 30-60mm 任务波长：1053nm 检验波长：632.8nm 像质要求：波像差< /8( =1053nm) 构外型式 由聚焦镜组+准直镜组构成 重点校正准直镜组的像差，由于其口径大 主要是球差与小视场彗差 准直镜组为双分别构造
实例4 激光扩束镜的设计
消色差设计结果 任务波长1053nm下的像质
实例4 激光扩束镜的设计
补偿镜设计结果 任务波长1053nm下的像质
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
光学设计 ——光学
设计实例
双胶合物镜
优化实例〔2〕
•总 不等于零，不能校正场曲；
•在玻璃组适宜宜时，可校正色差。
•取f’=100, D/f’=1:5, 2 =±3°，平行光入射;
•取各种玻璃组合〔可以查“光学设计手册〞〕如： 3
• BK7/SF2, SF5, SF1, SF10, SF4
•都可以用程序得到对 0°视场校正良好的结果〔取波长为F，d，C〕，但3°视 场普通有较大彗差，不能校正。将光阑位置作为变量时，普通依然如此。〔初 始半径可取〔60，-60，∞〕。
构成大孔径小视场光学系统。
简单采用Default merit Function做优化，普通得不到结果，为此先经过AnalysisAberration coefficients-Seidel coefficients, 即初级像差计算得到适当的校正S2的半 径初值为出发点，另外Merit Function 中取带〔Ring)改为15-20，自动优化可以得 到好的结果〔文件Asph6〕。
实践上，非球面高次项并非必需，如文件Asph3，只取6次项和8次项，剩余像差 也小些，这个结果是采用以下逐渐接近的过程作出，①校正S1，S2决议半径和 Conic系数，仍用Default merit function (Ring=3)但将孔径取很小值；② 半径和 Conic系数固定不变，孔径增大，用6次方系数校正；③ 孔径增至1：1，优化6次、 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，再反复上述过程。
优化实例〔3〕 ：优化结果
优化实例〔3〕
优化实例〔3〕
优化实例〔3〕
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 • 公差计算
实例4 激光扩束镜的设计
目的
任务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：使光学系统在任务波长与检验波长下的
位置重合
优点：最正确选择，但有时不一定能设计出来，或使 系统复杂化。
2〕加平行平板：在任务波长下完成设计后，在两个镜组 之间参与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：构造简单，易操作。
由于平板可以放在任何地方，检验光路的像质
•这里玻璃组合为BK7/SF5(K9/ZF2)，本可取Glass,Model,Vary ，将玻璃作为变 数优化，但得不到真正好的解，不如一一改玻璃，反而容易得到优化的解。
优化实例〔2〕 --优化结果
优化实例〔3〕
非球面单透镜：f’=60，D/f’差，透镜弯曲可校正彗差，
•将Merit Function 中视场0°的Operand完全除去，即仅思索3°视场的像差， 可以得到校正子午彗差的解〔实际上看3°视场的像质与球差、彗差都有关，而 0°仅与球差有关，原那么上可以随3°视场的校正而同时校正〕，此时再回复 原来二个视场的Merit Function，此解所坚持最优，如所附。