光学设计流程
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– radius/curvature, thickness, glass, apertures, decenter, aspheri c data, solves, tolerances等. 数据可以以任意次序输入 另外, 还有一个用户自建的玻璃数据库(用户根据自己输入的玻 璃数据构建的Private Catalog)
System data(Lens > System Data) –整体施加到透镜上 –定义光束特性
wavelengths, f/number, field angles, vignetting, etc. Surface data(Lens > Surface Properties以及LDM表格) –施加到单个表面
–实际image distance 系SI‐1 同SI之和
Glass Data
Private Catalog
用于提供在样本玻璃库中不存在的玻璃、塑料的折射率数据–还用于输入 梯度折射率数据 每一种玻璃都提供了Wavelengths 以及对应的折射率数据(index data)–若 需要，可通过插值得到对应system wavelengths的折射率数据 可在Lens > Add Private Catalog Glass > Regular 找到–玻璃名在LDM 表格中用单引号””括起来(名字有大小写之分)
※Ray aberration curves(扇形图，垂轴像差等) ※Spot Diagram(几何点列图，弥散斑) ※MTF（调制传递函数） ※PSF（点扩展函数） ※Wavefront(波像差) ※能量分析 ※像差系数
。。。。。。。
CODE V Structure
Two Types of Lens Data
Real image height:像面 上实际像高。用于需要固 定frame size的设计中 （如camera lenses）。
光学系统的性能
➢ 系统参数:光谱
光学系统的性能
➢ 系统参数: 焦距或者垂轴放大倍率:
需要控制 的设计量
光学系统的性能
➢ 系统外形尺寸: 总长 物像距 最大口径
像质评价指标
➢ 使用条件
光学设计概述 ※光学系统的总体设计和布局 ※光学部件设计
➢ 选型 ➢ 确定参数 ➢ 像差校正 ➢ 总体像质评价
光学系统的性能
➢ 系统参数-孔径
Entrance Pupil Diameter(EPD)：直接指定入瞳的大小 Image F/Number#：像空间F数（f’/D） Image Numerical Aperture：像空间边缘光线的数值孔径n’sinU’ Object Numerical Aperture：物空间边缘光线的数值孔径nsinU（物在有限远处, 保持N.A.为常数）
光学设计流程 开始
提出设计要求
光学系统外型尺寸计算
重新设计 否
外形尺寸
是否满足要求
是
改变初始 结构
初始结构设计 像差平衡
否 像差是否达到要求
是
公差设计和工艺审核
结束
出图
否
是否满足 工艺要求
是
光学设计概述
※确定仪器的性能要求
➢ 光学系统的系统参数： 孔径 视场 焦距（β） 光谱
➢ 光学外形尺寸：总长 最大口径 物像距 ➢ 成像质量
Optical Surface Definitions
Optical Systems ‐Basic Terminology and Conventions
光线按表面序号，自小到大，自左向右传输 边缘光线自轴上点出发，经过孔径的边缘继续往前传输 主光线自轴外点出发，经过孔径中心继续往前传输 Image surface thickness SI为一离焦值
光学系统的性能
➢ 系统参数:视场
Object angle:投影到入 瞳上XZ和YZ平面上时，主 光线与Z轴的夹角。大多 用在无限共轭系统。
Object height:物面上X， Y高度。大多用在有限共 轭系统。（注：如果物面 为曲面，则X，Y坐标包含 Z坐标）
Paraxial Image height: 像面上的近轴像高。用于 需要固定像的大小的设计 中。（只用于近轴光学系 统中）
–该对话框会打开相关surface和category
插入一个"blank" surfaces –右键菜单你想要在某表面之前要插入的表面 –选择快捷菜单Insert, 输入想要插入的表面
数, 点击OK
Surface Coordinate System
右手坐标系 Z 轴即为光轴(对centered systems而言) 在每一个表面，都有一个局部x,y,z坐标系统
–用于定义CODE V中没有预存的玻璃折射率参数(如 infrared materials, plastics, melt data, gradient index等)，可以 在Lens＞Add Private Catalog Glass>…菜单找到
Specification Data
Lens >System Data菜单 •为整个系统定义光束群，最低要求为： –Pupil specification(f/number 或相应的) –Wavelengths(at least one)
•其他典型的specification data包括 – Field (field angles, object heights, image heights)
–渐晕因子(Vignetting factors) –高斯切趾(Gaussian apodizatiowk.baidu.com，为模拟激 光或光纤光源用) –Through‐focus定义 –无焦参数(Afocalspecification，主要是针对透 镜像无限大情况) –偏振光学参数(Polarization data) –透镜单位(Lens units，inches, mm, or cm)
Surface Data
通过LDM表格输入基本 surface data (radius, thickness, glass, refract mode, surface type, circular aperture, surface name)
–可最多定义990个表面
特殊面形可通过Lens > SurfaceProperties 对话框输入–为定义LDM表格中显示不了的数 据, 可通过surface或cell右键菜单，选择 Surface Properties快捷菜单即可
System data(Lens > System Data) –整体施加到透镜上 –定义光束特性
wavelengths, f/number, field angles, vignetting, etc. Surface data(Lens > Surface Properties以及LDM表格) –施加到单个表面
–实际image distance 系SI‐1 同SI之和
Glass Data
Private Catalog
用于提供在样本玻璃库中不存在的玻璃、塑料的折射率数据–还用于输入 梯度折射率数据 每一种玻璃都提供了Wavelengths 以及对应的折射率数据(index data)–若 需要，可通过插值得到对应system wavelengths的折射率数据 可在Lens > Add Private Catalog Glass > Regular 找到–玻璃名在LDM 表格中用单引号””括起来(名字有大小写之分)
※Ray aberration curves(扇形图，垂轴像差等) ※Spot Diagram(几何点列图，弥散斑) ※MTF（调制传递函数） ※PSF（点扩展函数） ※Wavefront(波像差) ※能量分析 ※像差系数
。。。。。。。
CODE V Structure
Two Types of Lens Data
Real image height:像面 上实际像高。用于需要固 定frame size的设计中 （如camera lenses）。
光学系统的性能
➢ 系统参数:光谱
光学系统的性能
➢ 系统参数: 焦距或者垂轴放大倍率:
需要控制 的设计量
光学系统的性能
➢ 系统外形尺寸: 总长 物像距 最大口径
像质评价指标
➢ 使用条件
光学设计概述 ※光学系统的总体设计和布局 ※光学部件设计
➢ 选型 ➢ 确定参数 ➢ 像差校正 ➢ 总体像质评价
光学系统的性能
➢ 系统参数-孔径
Entrance Pupil Diameter(EPD)：直接指定入瞳的大小 Image F/Number#：像空间F数（f’/D） Image Numerical Aperture：像空间边缘光线的数值孔径n’sinU’ Object Numerical Aperture：物空间边缘光线的数值孔径nsinU（物在有限远处, 保持N.A.为常数）
光学设计流程 开始
提出设计要求
光学系统外型尺寸计算
重新设计 否
外形尺寸
是否满足要求
是
改变初始 结构
初始结构设计 像差平衡
否 像差是否达到要求
是
公差设计和工艺审核
结束
出图
否
是否满足 工艺要求
是
光学设计概述
※确定仪器的性能要求
➢ 光学系统的系统参数： 孔径 视场 焦距（β） 光谱
➢ 光学外形尺寸：总长 最大口径 物像距 ➢ 成像质量
Optical Surface Definitions
Optical Systems ‐Basic Terminology and Conventions
光线按表面序号，自小到大，自左向右传输 边缘光线自轴上点出发，经过孔径的边缘继续往前传输 主光线自轴外点出发，经过孔径中心继续往前传输 Image surface thickness SI为一离焦值
光学系统的性能
➢ 系统参数:视场
Object angle:投影到入 瞳上XZ和YZ平面上时，主 光线与Z轴的夹角。大多 用在无限共轭系统。
Object height:物面上X， Y高度。大多用在有限共 轭系统。（注：如果物面 为曲面，则X，Y坐标包含 Z坐标）
Paraxial Image height: 像面上的近轴像高。用于 需要固定像的大小的设计 中。（只用于近轴光学系 统中）
–该对话框会打开相关surface和category
插入一个"blank" surfaces –右键菜单你想要在某表面之前要插入的表面 –选择快捷菜单Insert, 输入想要插入的表面
数, 点击OK
Surface Coordinate System
右手坐标系 Z 轴即为光轴(对centered systems而言) 在每一个表面，都有一个局部x,y,z坐标系统
–用于定义CODE V中没有预存的玻璃折射率参数(如 infrared materials, plastics, melt data, gradient index等)，可以 在Lens＞Add Private Catalog Glass>…菜单找到
Specification Data
Lens >System Data菜单 •为整个系统定义光束群，最低要求为： –Pupil specification(f/number 或相应的) –Wavelengths(at least one)
•其他典型的specification data包括 – Field (field angles, object heights, image heights)
–渐晕因子(Vignetting factors) –高斯切趾(Gaussian apodizatiowk.baidu.com，为模拟激 光或光纤光源用) –Through‐focus定义 –无焦参数(Afocalspecification，主要是针对透 镜像无限大情况) –偏振光学参数(Polarization data) –透镜单位(Lens units，inches, mm, or cm)
Surface Data
通过LDM表格输入基本 surface data (radius, thickness, glass, refract mode, surface type, circular aperture, surface name)
–可最多定义990个表面
特殊面形可通过Lens > SurfaceProperties 对话框输入–为定义LDM表格中显示不了的数 据, 可通过surface或cell右键菜单，选择 Surface Properties快捷菜单即可