2022年三片式物镜设计+Zemax文件截图-北交大工程光学设计作业.pdf

《2022年三片式物镜设计+Zemax文件截图-北交大工程光学设计作业.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年三片式物镜设计+Zemax文件截图-北交大工程光学设计作业.pdf（24页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、小组成员：执笔人：三片式物镜的设计精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 1.设计任务的具体指标及其要求35mm 相机胶片50mm 焦距F/ 玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm，最大中心厚 18mm 空气间隔最小 2mm 可见光波段光阑位于中间透镜各透镜所用材料 SK4-F2-SK4 2.入瞳直径的设定点击 Gen打开 General窗口，在 General系统通用数据对话框中设置孔径。在孔径类型中选择Image Space F/# ，并

2、根据设计要求在 Aperture Value中输入 . 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 3.视场的设定由于使用35mm 相机胶片，其规格尺寸为36mm*24mm ，Zemax中一般使用圆形像面，因此该矩形像面的外接圆半径经计算为，像高的视场高度为。点击 Fie 打开 Field Data窗口，设置三个视场分别为0mm、 、 。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - -

3、- - - - - - - -第 3 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 4.工作波长的设定选择可见光波段，点击Wav 按钮，设置Select-F，d， C（Visible） ，自动输入三个特征波长。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 5.评价函数的选择执行命令 Editors-Mreit Function打开 Mreit Function Editor编辑窗口，在Mreit Function Editor编辑

4、窗口中执行命令Tools-Default Merit Function ，打精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 开默认评价函数对话窗口，选择 RMS-Spot Radius-Centroid 评价方法， 并将厚度边界条件设置为玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm，最大中心厚18mm，空气间隔最小2mm。6.系统的透镜参数设定精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - -

5、 - - - - -第 6 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 在 Lens Data Editor 中输入部分初始结构，设置中间透镜为光阑，设置各透镜所用玻璃材料类型。因为此时的焦距为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 此时的光路图为如下所示精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 24 页 - - -

6、 - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 24 页 - -

7、 - - - - - - - - 以上分析说明目前系统存在球差、彗差、色差、场曲等缺陷。局部优化：首先进行了SPHA函数的优化，此时系统评价函数已经比较小，各个像差也均比较小。随后再进行COMA、ASTI等优化均不及先前理想，因此仅保留此项优化。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 全局优化：直接在原始数据的基础上进行系统有效焦距矫正后进行全局优化。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

8、 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 局部优化全局优化全局优化后系统的球差比部分优化所得的球差更大，并且出现了高级球差，弧矢场曲变大，子午垂轴色差大。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 局部优化全局优化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共

9、24 页 - - - - - - - - - - 全局优化后各色光球差均增大，各色光轴向色差依然存在。局部优化全局优化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 全局优化后系统场曲和畸变均有改善，但是像散仍比较明显。局部优化全局优化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 各色光球

10、差均有所减小，但是全局优化后垂轴色差和彗差较大。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 局部优化全局优化全局优化后系统传递函数减小。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 局部优化全局优化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名

11、师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 部分优化和全局优化的艾里斑范围基本没有区别，大视场处不同色光与参考色光像高偏差较大。局部优化全局优化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 全局优化后系统尺寸减小，透镜尺寸减小。回答问题精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第

12、22 页，共 24 页 - - - - - - - - - - 1、35mm 相机胶片的图像感光面积是多少相对应的Zemax中最大视场像高是多少提示： Zemax中一般使用圆形像面，矩形像面的外接圆即为圆形像面。答：35mm 相机胶片的尺寸为36mm*24mm，因此图像感光面积即为对应的长方形面积，但是由于还包含了齿孔面积，因此感光面积比长方形面积更小一点。由上图可知，该矩形胶片对应的视场为圆形像面，最大视场像高即为该圆形的半径长。2、所给出的透镜材料对应的中国玻璃牌号分别是什么各属于哪种类型的玻璃材质其主折射率分别是多少精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - -

13、- 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 23 页，共 24 页 - - - - - - - - - - SK4 ZK6 ，重冕玻璃，主折射率是F2 F4，火石玻璃，主折射率是3. 使用局部优化以及全局优化分别对该光学镜头进行优化，并比较优化结果。全局优化后系统的球差比部分优化所得的球差更大，并且出现了高级球差，弧矢场曲变大，子午垂轴色差大。全局优化后各色光球差均增大，各色光轴向色差依然存在。全局优化后系统场曲和畸变均有改善，但是像散仍比较明显。各色光球差均有所减小，但是全局优化后垂轴色差和彗差较大。全局优化后系统传递函数减小。部分优化和全局优化的艾里斑范围基本没有区别，大视场处不同色光与参考色光像高偏差较大。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 24 页，共 24 页 - - - - - - - - - -