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时间:2018-12-01
《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
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