简单光学镜头优化设计_——_-5倍显微物镜的优化设计

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1、简单光学镜头优化设计_——_-5倍显微物镜的优化设计　　率和阿贝数；像差系数的下标p表示该系数是属于棱镜的。　　2、解消像差方程：　　设用物镜的初级像差去平衡棱镜的初级像差，附录C的公式，有　　SIhPSIp　　　　S　　hPJWS　　IIpIIp　　2　　CIhCIp　　式中，SI、SII和CI分别是希望物镜具有的初级球差系数、初级彗差系数和初级位置色差系数；h和hp分别是轴上点满孔径近轴光线及最大视场近轴光线在物镜上的投射高度；　　J是物镜的光学不变量，它们的值可已知数据得到，它们分别为：　　hu1(l1-d-d2)()()hp0　　Jnyu11()()　　　　将SIp

2、、SIIp、CIp及h、hp、J值代入式得：　　65P10，W10　　C　　规化至、第步将和　　3　　1　　PW　　h1　　I　　104mm　　附录D提供的式、式和式，有　　P　　4P(h)310　　　　W　　3W(h)210　　I　　h　　　　CI　　C2　　　　410　　　　u11　　h　　u　　其中，是物镜的光焦度，1/f。　　　　4、第2步将P和W规化到无限远　　附录D提供的式有　　2　　PPu1(4W1)u1(32)　　　　WWu1(2)　　　　　　将已得出的P、W和u1值代入得　　3　　P10　　1W10　　5、求P0　　附录D提供的式有　　22　　P0P(WW

3、0)P(W)　　其中，对于冕牌玻璃在前的玻璃对，W0；对于火石玻璃在前的玻璃对，W0。这里取它们的平均值W0。　　6、选物镜玻璃对　　　　据已得的CI和P0数据，在附录F的双胶薄透镜P0、Q0表中找出物镜的玻璃对及相关　　数据。现选出5对玻璃对，以资比较。　　第1对玻璃对为，这是冕牌玻璃在前的玻璃对，其中BaK7的折　　射率和阿贝数分别为n1，1；ZF3的折射率和阿贝数分别为　　　　n，2。这对玻璃，当CI0时，P0，Q0。2第2对玻璃对为，这也是冕牌玻璃在前的玻璃对，其中K3的折射率　　和阿贝数分别为n1，1；ZF2的折射率和阿贝数分别为n2。　　　　2。这对玻璃，当CI

4、0时，P0，Q0。　　第3对玻璃对为，这是火石玻璃在前的玻璃对，其中ZF2的折射　　率和阿贝数分别为n11.6726，81；BaK2的折射率和阿贝数分别为　　n2，。这对玻璃，当　　时，　　　　。　　2　　第4对玻璃对为，这也是火石玻璃在前的玻璃对，其中F2的折射率　　CI0P0Q0　　和阿贝数分别为n1，1；QK3　　。这对玻璃，当　　时，　　的折射率和阿贝数分别为　　　　。　　n22　　　　CI0P0Q0　　第5对玻璃对为，这是冕牌玻璃在前的玻璃对，其中QK3的折射　　率和阿贝数分别为n1，1；ZF3的折射率和阿贝数分别为n2。　　2　　　　。但这对玻璃对的参数并不符合

5、上面计算的结果，这对玻璃对，当CI0时。　　　　P0，Q0。选择这对玻璃对的用意是测试在选错玻璃对的情况下的镜头参数。7、分配光焦度，计算半径　　附录D提供的式、式和式有　　　　2　　CI　　12　　112　　　　WW0QQ0　　　　1　　其中，对于冕牌玻璃在前的玻璃对，W0；对于火石玻璃在前的玻璃对，W0。　　c　　21　　c1c2　　n11　　2　　c3c2　　n21　　Q　　1　　用物镜的焦距除式，就得物镜各半径为　　fr1　　c1　　fr2　　c2　　fr3　　c3　　在式~式中代入第1对玻璃对的相关数据，可得　　r1，r2，r3　　在式~式中代入第2对玻璃对的相关

6、数据，可得　　r1，r2，r3　　在式~式中代入第3对玻璃对的相关数据，可得　　r1，r2，r3　　在式~式中代入第4对玻璃对的相关数据，可得　　r1，r2，r3　　在式~式中代入第5对玻璃对的相关数据，可得　　r1，r2，r3　　至此，5对玻璃对的初始结构已解毕，下面转入优化。　　设计步骤二：对玻璃对进行优化　　　　对玻璃对进行优化1、玻璃对的初始结构和像差　　玻璃对的初始结构如表1-1所示。其中两片镜片的厚度取值为　　和，这是根据工艺情况估算的。在进行优化前，它的光路图如图1-2所示，像差曲线图1-3和图1-4所示，要求消除的几个像差数据如表1-2所示，这些曲线图和数据

7、是使用　　ZEMAX-EE–20XX0进行计算得到。　　表1-1玻璃对的初始结构　　图1-2光路图　　图1-3横向像差曲线图　　简单光学镜头优化设计设计任务——-5显微物镜的优化设计　　×　　姓　　名：洪梅华　　号：20XX28015926012　　学　　培养单位：中国科学院微电子研究所　　专业：微电子学与固体电子学　　　　任务要求：-5显微物镜的优化设计　　利用ZEMAX程序优化设计一个-5显微物镜。先依据初级像差理论解出初始结构，然　　×　　×　　后在计算机上进行优化，找到一个像质较优的解。　　-5显微物镜展开