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实验四 三片式照相物镜设计实验目的： 掌握利用缩放法进行光学设计的基本步骤； 掌握玻璃库的使用； 掌握光学传递函数 MIT 对光学系统的表征； 掌握 thickness 的 solve type 设置（Marginal Ray Height 和Edge Thickness） ； 掌握多个操作数进行优化的方法实验要求：要求设计一个三片型照相物镜，光学特性要求为：焦距 mf10'相对孔径 5.4//'D视场角 2光谱范围： 486nm， 587nm，656nm，以 587nm 为主波长根据光学特性和像方焦截距的设计要求，从专利资料中选用了如图 1 的三片型照相物镜专利专利中给出的系统的光学特性为： ， ，mf240'6/1/'fD32图 1 三片式照相物镜参考结构参数如表 1 所示：表 1 结构参数表Surface Radius(mm)Thickness(mm)GlassOBJ Infinity Infinity1 57.21889 7.999855 nd=1.61765，v d=58.630001(SK4)2 2364.006 12.20066STOP Infinity 3.1197174 -166.4305 2.999634 nd=1.625360，v d=35.56001(F7)5 54.66462 33.685446 232.0916 7.483322 nd=1.61765，v d=58.6300017 -154.2184 193.9784IMAGE Infinity实验报告基本要求： （1） 输入参考镜头的结构参数：镜头数据（lens data editor） 、视场（0,4.8,8,11.2,16） 、波长和孔径；根据提供的折射率和阿贝数，在玻璃库SCHOTT.AGF 选择相应的玻璃牌号；给出初始结构包含玻璃的镜头数据图、视场设置图、波长设置图和孔径设置图；给出参考结构的像差特性曲线：ray fan 图、OPD 图、点阵图(波长 2)、MIT 图、单色球差图（波长 2） 、单色畸变/场曲图（波长 2） ；（2） 计算设计结构和参考结构的缩放因子，并在 zemax 中进行参数的缩放变换，将视场、波长和孔径设置为设计要求值，其中视场设置为：0,6,10,14,20，给出缩放后的镜头数据图、视场设置图、波长设置图和孔径设置图；（3） 玻璃边缘厚度设置：由上图的二维图形可知，玻璃的形状畸形，实际生产中是不现实的，所以对其边缘进行设置。

由二维图形可知，第一块与第三块玻璃得进行设置，所以在 Lens Date Editor 中第一面与第六面thickness 栏右击在 Solve Type 中选择 Edge Thickness，并且在 Thickness中输入值 0.1给出设置后的镜头数据图（4） 给出缩放后的结构的光线特性曲线、OPD 图、 MIT 图、点列图（波长 2） 、球差（波长 2） 、场曲/畸变（波长 2） ；（5） 把除了虚设的光阑平面（第三个面）以外的所有 6 个面的曲率半径都设置为自变量，同时把第二个面以及第五个面所对应的厚度设置为自变量进行 wavefront 优化(RMS + spot radius + centroid)；在 Editors——Merit Function——Tools——Default Merit Function 中设置，使玻璃的厚度的最小值为 0.1，最大值为 10，使空气间隔的最小值为 0.1，最大值为 20并且使其边缘为 0.1给出 Default Merit Function 设置图6） 在 Editors——Merit Function 中插入有效焦距（EFFL）设定目标值为100 权重为 1，另外再插入 6 个像差操作数，分别为球差（SPHA） ，彗差（COMA） ，像散（ASTI） ，畸变（DIST） ，垂轴色差（LACL） ，轴向色差（AXCL） ，像差的目标值全部为“0” ，并设置此六个像差操作数的权重全部为“1” ，更新后可以看到其各个像差操作数所对应的像差如表 2 所示：由上表可看出垂轴色差（LACL）与轴向色差（AXCL）很小，畸变（DIST）较小，球差（SPHA）较大，而像散（ASTI）与彗差（COMA）最大，所以在权重的设置上，优先校正大的像差，而权重越大越优化校正，故使色差为 1，畸变为 2，球差为 3，彗差为 4，像散为 5，进行优化。

7） 给出优化后的 2D 光路图以及光线特性曲线、点列图（波长 2） 、球差（波长 2） 、场曲/畸变波长 2；指出当前优化条件下，系统的焦距、球差（SPHA） ，彗差（COMA） ，像散（ASTI） ，畸变（DIST） ，垂轴色差（LACL） ，轴向色差（AXCL） 保存文件名：信息 0X 班+学号+姓名+D4。