ZEMAX低倍显微物镜

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3、初始结构

由P-W法可以得到初始结构为：
图中已经输入了物距为142.5mm
同时将已求得的光学特性参数输进去
由于显微物镜仍然属 于目视光学仪器，因 此它同样对F光和C光 消色差，对D光校正 单色像差。波长仍然 输入F，D，C光。
像差自动校正
1、自变量： 三个曲率半径，透镜厚度不作为自变量使用
2、要求控制的像差： 现在只有三个变量，却有四个像差， 校正轴向色差（Δ L’FC）、正弦差（SC’m）和放 大倍率β （保证物镜在指定倍率下工作），球差 （δ L’）不做校正。
按以上条件进入适应法光学自动设计程序进行优化
此时我们发现所有像差都已经达到了要求
3、验证共轭距，进行缩放 为了保证物镜的共轭距等于195mm，必须对系 统的共轭距进行验算
F’目
195mm
“无限筒长”的显微物镜

物体通过物镜后，成像在无限远，因此在物镜的后 面有一个固定的镜筒透镜（我国规定其焦距为 250mm），再把像成在目镜的焦面上。
显微物镜的光学特性

显微镜的光学特性： 倍率（垂轴放大率）和数值孔径

共轭距一定的条件下，β 和物镜ຫໍສະໝຸດ Baidu焦距关系：
f ' L 2 (1 )


1、求物镜的焦距、物距和像距
l' 3 l f ' 35.625
l 'l L 190 l 47.5 1 1 1 l' l f ' l ' 142.5
2、反向光路设计

显微物镜的β >1，其轴向放大率α =β >>1，物体位 置的微小变化就会引起像面位置的很大变化。因此 设计显微物镜时，通常按反向光路进行设计。 即有 f’=35.625mm, l=-142.5mm,l’=47.5mm, 又NA=nsinU=0.1,n=1,按反光路考虑 sinU0=sinU/ β =-0.0333
低倍消色差
显微物镜设计
显微物镜的特点

显微物镜作用：把物体放大为一个实像，位在目镜 的焦面上，然后通过目镜成像在无限远供人眼观察。 视觉放大率和衍射分辨率由其决定。

显微镜上通常都备有若干个不同倍率的物镜和目 镜供互换使用。为了保证互换性，要求不同倍率 的显微物镜的共轭距离（物平面到像平面的距离 相等）。我国规定为195mm。
L 142.5 4 1.5 46.03 194.03

我们发现与要求的共轭距有所差别，进行缩放
195 K 1.004999 194.03
Tools——Scale lens
将所有半径进行缩放，由于透镜厚度比较小，为取 整不进行缩放，仍将厚度改为4，1.5。

此时共轭距L=194.98mm，l=-143.21mm，y=-10mm y’=3.346mm(PIMH)，sinU=0.0333，lz=0， f’=36.17mm，l’=46.26mm，
显微物镜成实像，因此β 为负值。

无限筒长物镜的倍率按与镜筒透镜的组合倍率计算
250 ' L f物

由上可见倍率越大，焦距越短，焦距短是显微物镜 的一个特点。
低倍(3~4倍)消色差物镜设计
由显微物镜光学特性的特点，视场小，焦距 短，因此设计低倍显微物镜主要校正轴上点 的像差和小视场的像差。 设计要求： β =-3x，NA=0.1，L=195
半径标准化
这边再引入一个半径标准化的概念，我们的设计都 是为生产铺垫的，设计好的透镜要经过玻璃加工出 来的，加工有特定的模板标准，否则加工不出来， zemax中有自动匹配的功能。 Tools——Test plate Fitting 在File name中有各种匹配 标准，根据需要进行选择。 如果文件不大，可选用 try all methods


点击ok后会出现一 个text文本框，里面 会介绍制作标准的厂 家和各种方法各种模 板标准匹配后的结果， 还会给出最佳选择方 法。