光学设计实例双胶合透镜非球面单透镜激光扩束镜

《光学设计实例双胶合透镜非球面单透镜激光扩束镜》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光学设计——光学设计实例优化实例（2）总不等于零，不能校正场曲；在玻璃组合合适时，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：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°视场一般有较大彗差，不能校正。将光阑位置作为变量时，一般仍然如此。（初始半径可取（60，-60，∞）。将MeritFunction中视场0°的Operand完全除去，即仅考虑3°视场的像差，可以得到校正子午彗差的解（

2、理论上看3°视场的像质与球差、彗差都有关，而0°仅与球差有关，原则上可以随3°视场的校正而同时校正），此时再回复原来二个视场的MeritFunction，此解所保持最优，如所附。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。双胶合物镜2优化实例（2）--优化结果3利用非球面可以准确校正球差，透镜弯曲可校正彗差，形成大孔径小视场光学系统。简单采用DefaultmeritFunction做优化，一般得不到结果，为此先

3、通过Analysis-Aberrationcoefficients-Seidelcoefficients,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MeritFunction中取带（Ring)改为15-20，自动优化可以得到好的结果（文件Asph6）。实际上，非球面高次项并非必须，如文件Asph3，只取6次项和8次项，残余像差也小些，这个结果是采用下列逐步接近的过程作出，①校正S1，S2决定半径和Conic系数，仍用Defaultmeritfunction(Ring=3)但将孔径取很小值；②半径和Conic系数固定

4、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，再重复上述过程。非球面单透镜：f’=60，D/f’=1:1,2=±1°优化实例（3）4优化实例（3）：优化结果5优化实例（3）6优化实例（3）7优化实例（3）8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主要内容9实例4激光扩束镜的设计目的工作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

5、法1）消色差设计：使光学系统在工作波长与检验波长下的位置重合优点：最佳选择，但有时不一定能设计出来，或使系统复杂化。2）加平行平板：在工作波长下完成设计后，在两个镜组之间加入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：结构简单，易操作。因为平板可以放在任何地方，检验光路的像质与平板距前后镜组的距离无关。3）加补偿透镜：在工作波长下完成设计后，在准直（大口径）镜组外侧加入一块适当结构的透镜，使其在检验波长下的像质优于衍射极限。不足：透补偿镜与准直镜组的距离、同心度会影响检验光路的像质。4）检验合格后，拿掉补偿镜即

6、达到在工作波长满足要求的光学系统。10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工作波长：1053nm检验波长：632.8nm像质要求：波像差</8(=1053nm)结构型式由聚焦镜组+准直镜组构成重点校正准直镜组的像差，因为其口径大主要是球差与小视场彗差准直镜组为双分离结构11实例4激光扩束镜的设计消色差设计结果工作波长1053nm下的像质12实例4激光扩束镜的设计补偿镜设计结果工作波长1053nm下的像质13实例4激光扩束镜的设计补偿镜设计结果检验波长632.8nm

7、下的像质14