1、设计题目: 匹兹瓦型照相物镜设计1、技术指标要求(1)光学特性要求:f '=60mm, F 数 1.2,2=±5,波长范围0.4860.656um。(2)成像质量要求:畸变0.2,(70lp/mm)。2、初始结构初始结构数据如表 1:表 1 初始数据Surface r/mm d/mm 材料Object 1 4.6627 0.3000 N-LAK332 0.0000 0.01503 2.0799 0.5391 N-PSK34 -2.6476 0.1700 F25 2.6476 0.1400Stop 1.51827 1.1028 0.6000 N-PSK38 -1.1028 0.
2、1300 F29 -3.3330 0.371210 -1.0400 0.0600 SF211 3.8085 0.1000 MImage三、设计过程1、初始数据录入:通过给定的数据,在镜头数据编辑页面输入如表 1 中物镜的初始值:图 1 系统初始结构数据2、焦距缩放:改变相关参数,使数据符合需要设计的照相物镜改变入瞳直径和焦距:图 2 改变系统的入瞳直径图 3 改变系统的焦距调整系统的焦距为 60mm,入瞳直径为 D=f '/F=50mm。设定视场(图 4):选择三个线视场 0 ,3.5 ,5 。图 4 设定视场设定波长(图 5):选择 0.486,0.546,0.656 三个波长。3、
3、初步分析:焦距缩放后,系统的畸变基本满足要求,但系统光路图与MTF 曲线严重不符合要求。4、换玻璃:将初始数据中的玻璃改为成都光明玻璃库下的名称。5、优化设计:设定默认优化函数,选择工具栏 Editors Merit Function Tools Default Merit Function,在该选项框中选择 RMS, Spot Radius, Cheif Ray, 其它项默认即可,选择 OK。为避免焦距变化过大,将其确定为初始值,即设定有效焦距 EFFL 为 60,Weight 为 0.1(选择第 2波长) 。图 6 设定默认优化函数将参数改变后的物镜优化,多次优化,并观察 MTF 曲线和畸
4、变图像,到满足条件为止。如图 7:图 7 优化物镜4、设计结果和成像质量评价优化到最后的数据如图 8:图 8 优化后的数据观察各项数据和图像,查看是否符合要求。上图即为匹兹瓦物镜。像质评价:Stop Diagrams(几何点列图)图 9 点列图Field Curvature And Distortion(场曲和畸变) 其他像差曲线图:MTF 曲线: 5、结论按照设计指标要求完成匹兹瓦型照相物镜的设计,各项指标均满足要求。通过这次的设计,从中发现自己对光学基础知识的掌握还有待加强,对于 zemax 软件的了解由浅入深了。这次的设计让我懂得了,如果只停留在理论而不动手实践就不能深入掌握知识,开始时觉得信心满满,自以为很快可以得到结果,可真正动手操作起来却有着各种各样细微末节上的错误,让我认识到了自己的无知。在同学们的讨论中,在老师的帮助下,最后总算是从错误走向了成功,得到了较为满意的结果。光学设计需要耐心,这次的课程设计磨练了毛躁的自己,变得更加沉稳,有耐心了,当慢慢走向成功的那一刻,兴奋、激动全都不自主的爆发出来了。这次的课程设计对以后的学习生活垫下了良好的基础,让我受益匪浅,我也会不断的充实自己,弥补自身的不足,向更高的目标迈进。